增壓技術(shù)不僅是強化內(nèi)燃機的最有效手段,而且對降低內(nèi)燃機的污染、噪聲和提高經(jīng)濟性也有積極的影響。但隨著柴油機強化程度的提高,要求渦輪增壓器的壓比進一步提高,提高壓比的主要方法之一是提高壓氣機的性能。而現(xiàn)有的柴油機渦輪增壓器,一般都采用離心式壓氣機。因此充分理解離心壓氣機內(nèi)部三維流場的物理現(xiàn)象是設(shè)計高效率的壓氣機的前提。 根據(jù)某型渦輪增壓器的離心壓氣機葉型和通流幾何的原始測量數(shù)據(jù),用三維建模軟件UG建立實體模型；利用流體分析軟件NUMECA模擬了離心壓氣機內(nèi)部的流場,對其不同轉(zhuǎn)速和流量下的變工況性能進行了數(shù)值模擬；得到了離心壓氣機的特性曲線和各通流部件中的流場結(jié)構(gòu),分析了葉輪和擴壓器內(nèi)部的流動,著重討論了造成嚴重損失及使流場趨于復(fù)雜紊亂的原因,包括尾跡、二次流、分離流等。 本文研究了相同轉(zhuǎn)速下,不同的葉頂間隙對離心壓氣機內(nèi)部流動的影響。結(jié)果表明,隨著葉頂間隙的增大,主流射流流動受影響愈發(fā)嚴重,流動的不均勻性增加。此外,通過改變?nèi)~輪子午流道的形狀,與原子午流道進行了對比計算,結(jié)果表明擴壓段漸縮型子午流道的流動狀況要優(yōu)于擴壓段平行的子午流道。 最后,討論了在其他條件不變的情況下,改變?nèi)~輪葉片數(shù)...

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 論文的選題及意義
    1.2 離心壓氣機的經(jīng)典研究回顧
        1.2.1 葉輪機械內(nèi)部流動的實驗研究
        1.2.2 CFD方法在葉輪機械研究中的應(yīng)用
    1.3 擴壓器內(nèi)流動的研究
    1.4 論文主要研究內(nèi)容
第2章 數(shù)值計算模型
    2.1 引言
    2.2 計算模型
        2.2.1 NUMECA介紹
        2.2.2 控制方程
        2.2.3 湍流模型
    2.3 數(shù)值求解方法
    2.4 網(wǎng)格生成技術(shù)
        2.4.1 CFD中的網(wǎng)格生成技術(shù)
        2.4.2 NUMECA網(wǎng)格生成技術(shù)
    2.5 收斂加速技術(shù)
        2.5.1 多重網(wǎng)格
        2.5.2 多階Runge-Kutta法
        2.5.3 隱式殘差光順技術(shù)
    2.6 本章小結(jié)
第3章 離心壓氣機的實體模型及計算模型的建立
    3.1 離心壓氣機實體模型的建立
        3.1.1 主分流葉片實體模型的建立
            3.1.1.1 數(shù)據(jù)的獲取與處理
            3.1.1.2 截面線曲線的創(chuàng)建
            3.1.1.3 葉片實體的生成
        3.1.2 輪轂的實體模型的建立
        3.1.3 擴壓器模型的建立
        3.1.4 離心葉輪和擴壓器實體模型的建立
    3.2 計算網(wǎng)格的劃分
        3.2.1 計算域的確定
        3.2.2 計算網(wǎng)格的劃分
        3.2.3 網(wǎng)格質(zhì)量判斷
    3.3 邊界條件處理
    3.4 本章小結(jié)
第4章 離心壓氣機內(nèi)部流動計算分析
    4.1 相關(guān)計算參數(shù)的設(shè)定
        4.1.1 計算方法
        4.1.2 邊界條件的設(shè)定
        4.1.3 初始流場的設(shè)定
        4.1.4 其他相關(guān)參數(shù)的設(shè)定
        4.1.5 收斂準則
    4.2 計算結(jié)果
        4.2.1 特性曲線和試驗對比分析
        4.2.2 離心葉輪內(nèi)部流動分析
        4.2.3 葉輪內(nèi)三維流動分析
        4.2.4 擴壓器內(nèi)流動分析
    4.3 不同的葉頂間隙對壓氣機性能的影響
        4.3.1 不同葉頂間隙下的速度矢量分布
        4.3.2 不同葉頂間隙下熵的變化
        4.3.3 不同葉頂間隙下葉輪出口相對總壓的分布
    4.4 葉輪通道內(nèi)的二次流動的發(fā)展
    4.5 本章小結(jié)
第5章 子午流道和葉輪參數(shù)的改變對壓氣機性能的影響
    5.1 不同子午流道結(jié)構(gòu)對壓氣機性能的影響
    5.2 葉片數(shù)目的變化對壓氣機性能的影響
    5.3 擴壓器稠度的變化對壓氣機性能的影響
        5.3.1 擴壓器對壓氣機的性能影響分析
        5.3.2 擴壓器內(nèi)流動分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
附錄
致謝



本文編號：3817538