21世纪,中国汽车产销量跻身全球前列,已经成为汽车产业发展飞快的国家。油漆喷涂在汽车工业中占有重要的地位,车漆搅拌过程也成为其中不可忽视的一个重要环节。车漆搅拌器用于完成汽车油漆搅拌作业,防止发生溶质沉淀,达到搅拌均匀的目的。在此背景下,本文致力于开发一种适用于汽车油漆搅拌的搅拌桨,并对其进行研究。首先,对汽车油漆物理性质进行分析并建立其相应的数学模型。车漆物性主要有密度、粘度和比热容等。车漆近似为一种不可压缩的流体,其密度可用常量来进行处理。物料温度的变化不在本文流场分析的范围内,故不考虑车漆与温度相关的物理性质。车漆流动过程中,其粘度随速度梯度的改变而改变,属于一种非牛顿流体,故对其进行曲线拟合,建立适当的数学模型。其次,设计搅拌桨结构,建立有限元模型并进行仿真计算。设计出搅拌桨的结构,利用SolidWorks三维软件建立搅拌槽内流体域的几何模型。在ICEM中完成流体域的网格剖分,然后导入到CFX-Pre建立有限元模型,选用标准k-ε模型和多重参考系法,进行气液两相流动定常计算。在CFX-Solver求解器中完成了数值仿真。再者,研究搅拌槽内部流场规律,分析其混合性能。对混合性能进行分析是研究搅拌器搅拌效果的直接手段,本文主要从流场的自由液面、搅拌功率、功率准数、剪切速率场、湍流动能以及速度场来进行分析,考察流场的性能和规律,探索了结构上的设计对搅拌混合带来的增益效果。结果表明,该搅拌桨具有良好的搅拌混合性能。另外,对搅拌桨安装的离底高度进行优化。搅拌桨和搅拌槽既定的情况下,搅拌桨在流场中的相对位置是影响搅拌混合性能的一个重要因素,因此,分析搅拌桨离底高度的改变为搅拌混合性能带来的影响。以搅拌桨的能耗、流场的剪切作用和主体对流循环能力这三个搅拌混合性能为优化问题的评价指标,期望在尽可能低的能耗下获得尽可能高的剪切作用和主体对流循环能力,得出搅拌桨离底高度的最优方案。最后,通过流固耦合求解,对搅拌桨的固体场进行静力学分析。采用分离解法和单向耦合方式,于Workbench平台下,对加载工况条件下的搅拌桨固体结构场进行求解。分析结果表明,工作状态下搅拌桨的刚度性能和强度性能均表现良好。同时,对搅拌轴也进行设计。