隨著能源問題的日益嚴峻,內(nèi)燃機的節(jié)能減排越來越受到關注,渦輪增壓器以其提高燃油經(jīng)濟性和減少廢氣排放等優(yōu)勢,迅速成為車、船等動力系統(tǒng)中的關鍵設備。離心壓氣機作為渦輪增壓器的核心部件,通過高速旋轉實現(xiàn)氣體壓縮,將機械能轉化為氣體壓能。隨著對渦輪增壓器更高壓比的需求,離心壓氣機轉速也不斷增大,流道內(nèi)強烈的激波效應與復雜的跨聲速流動相互干擾,導致壓氣機穩(wěn)定性能降低,工況范圍變窄。為保障渦輪增壓器在高壓比條件下的高效率、寬流量和穩(wěn)定工作范圍,目前最有效的方法是壓氣機的機匣處理（Casing Treatment,簡稱CT）。本文以直通回流式自循環(huán)機匣處理為研究對象,通過對有、無機匣處理的某高壓比跨聲速離心壓氣機進行全三維數(shù)值模擬,在驗證數(shù)值方法可靠的前提下分析不同工況下機匣處理的擴穩(wěn)機理。堵塞工況下,部分流體通過機匣處理直接進入壓氣機,流通面積的增加導致堵塞流量增大。近失速工況下,機匣處理抽吸槽對葉頂間隙泄漏渦的抽吸作用使得泄漏渦在葉片通道內(nèi)的傳播被阻斷,有效防止泄漏渦在葉輪通道內(nèi)的進一步擴張,改善了葉片通道內(nèi)的流通狀況;同時受機匣處理回流槽的影響,流體的進口沖角減小,降低了葉片入口附近的流動分離... 

【文章來源】：天津大學天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
字母注釋表
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 離心壓氣機機匣處理的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要工作
第二章 跨聲速離心壓氣機數(shù)值模擬
    2.1 數(shù)值方法
        2.1.1 基本方程
        2.1.2 湍流方程
        2.1.3 Spalart-Allmaras模型
    2.2 計算模型
        2.2.1 結構與性能參數(shù)
        2.2.2 網(wǎng)格劃分
        2.2.3 邊界條件
        2.2.4 網(wǎng)格無關性與實驗驗證
    2.3 機匣處理擴穩(wěn)機理分析
        2.3.1 堵塞工況
        2.3.2 近失速工況
    2.4 本章小結
第三章 離心壓氣機機匣處理數(shù)據(jù)挖掘
    3.1 采樣方法
        3.1.1 拉丁超立方采樣法
        3.1.2 最優(yōu)拉丁超立方采樣法
        3.1.3 機匣處理幾何結構參數(shù)
    3.2 Kriging模型
        3.2.1 模型的基本理論
        3.2.2 模型的誤差分析
    3.3 數(shù)據(jù)挖掘
        3.3.1 單因素數(shù)據(jù)挖掘：靈敏度分析
        3.3.2 多因素數(shù)據(jù)挖掘：方差分析
    3.4 本章小結
第四章 離心壓氣機機匣處理多目標優(yōu)化
    4.1 多目標優(yōu)化基本理論
        4.1.1 多目標優(yōu)化問題
        4.1.2 遺傳算法
        4.1.3 NSGA-II算法
    4.2 機匣處理多目標優(yōu)化方案
    4.3 機匣處理多目標優(yōu)化結果分析
    4.4 本章小結
第五章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]自循環(huán)機匣處理軸向位置影響擴穩(wěn)能力的機理[J]. 張皓光,安康,譚鋒,楚武利,吳艷輝.  航空動力學報. 2017(04)
[2]機匣處理對跨聲速離心壓氣機性能影響[J]. 曹四.  推進技術. 2017(04)
[3]反葉片角向縫機匣處理影響軸流壓氣機性能的機理[J]. 張皓光,譚鋒,楚武利,吳艷輝,曠海洋.  航空動力學報. 2016(10)
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[8]一種強耦合Spalart-Allmaras湍流模型的RANS方程的高效數(shù)值計算方法[J]. 楊小權,楊愛明,孫剛.  航空學報. 2013(09)
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博士論文
[1]跨音壓氣機機匣處理擴穩(wěn)機理和設計方法研究[D]. 周小勇.中國科學院研究生院(工程熱物理研究所) 2015
[2]內(nèi)燃機高壓比離心壓氣機擴穩(wěn)非對稱流動控制研究[D]. 楊名洋.清華大學 2011

碩士論文
[1]渦輪增壓離心壓氣機非對稱有葉擴壓器擴穩(wěn)機理研究[D]. 金磊.清華大學 2014
[2]壓氣機流動失穩(wěn)DSP在線控制方法的研究[D]. 李琳.中國科學院研究生院（工程熱物理研究所） 2008



本文編號：3270194