本文關(guān)鍵詞：基于數(shù)值模擬的渦輪增壓器壓氣機(jī)進(jìn)氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：渦輪增壓器借助發(fā)動機(jī)工作所排出的廢氣來驅(qū)動壓氣機(jī)壓縮空氣,提高了單位時間內(nèi)進(jìn)入發(fā)動機(jī)氣缸的空氣總量,使燃油能夠有足夠的空氣進(jìn)行充分地燃燒,最終提升燃油的燃燒效率而被廣泛地研究。為了應(yīng)對當(dāng)今發(fā)動機(jī)的復(fù)雜工況,更高的渦輪增壓器性能要求被提出。在渦輪增壓器工作時,壓氣機(jī)的性能最終影響著渦輪增壓器的性能,而壓氣機(jī)的各部件結(jié)構(gòu)及其參數(shù)尺寸決定著壓氣機(jī)工作時的性能。因此,對壓氣機(jī)結(jié)構(gòu)及參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究對于提升渦輪增壓器的性能有很大的促進(jìn)作用。因?yàn)閴簹鈾C(jī)結(jié)構(gòu)和流場的復(fù)雜性,提出個能有效地在擴(kuò)寬壓氣機(jī)工作流量范圍和提高最高壓比的壓氣機(jī)結(jié)構(gòu)是很具挑戰(zhàn)性。本課題借助于計(jì)算流體力學(xué)對渦輪增壓器壓氣機(jī)的進(jìn)氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究。首先,研究進(jìn)氣端回流槽寬度對壓氣機(jī)性能的影響,其次,在進(jìn)氣結(jié)構(gòu)回流槽參數(shù)優(yōu)化的基礎(chǔ)上,研究進(jìn)氣端機(jī)閘處理結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)葉片對壓氣機(jī)性能的影響。在壓氣機(jī)計(jì)算模型的建立中,首先利用逆向工程設(shè)計(jì)方法建立本課題研究所用的渦輪增壓器壓氣機(jī)幾何模型。其次對壓氣機(jī)進(jìn)行網(wǎng)格劃分,在對壓氣機(jī)網(wǎng)格劃分中,提出了一種適用于渦輪增壓器壓氣機(jī)流場的網(wǎng)格劃分方法。在渦輪增壓器壓氣機(jī)數(shù)值模擬研究中,通過對進(jìn)氣結(jié)構(gòu)中回流槽寬度的研究表明：擴(kuò)寬回流槽寬度有助于延遲壓氣機(jī)喘振極限到來和擴(kuò)寬壓氣機(jī)流量寬度,但是由于氣體由葉輪進(jìn)入機(jī)閘再循環(huán)而引起的摩擦和混合損失使得壓氣機(jī)在各測試點(diǎn)的效率隨著回流槽寬度的增加而降低。在進(jìn)氣端機(jī)閘結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與研究中,提出了在機(jī)閘結(jié)構(gòu)中加入導(dǎo)葉片,將兩種不同葉形的導(dǎo)葉片安裝于機(jī)閘腔體內(nèi),研究機(jī)閘中的兩種葉形的導(dǎo)葉片對壓氣機(jī)性能的影響。研究結(jié)果表明：機(jī)閘中導(dǎo)葉片有助于延遲喘振極限的到來、擴(kuò)寬流量范圍和提高最高壓比,并且圓弧形導(dǎo)葉片對壓氣機(jī)性能的提升優(yōu)于直線形導(dǎo)葉片。最后通過設(shè)計(jì)與研究,提出了一種有效改善壓氣機(jī)流量和壓比性能的壓氣機(jī)進(jìn)氣結(jié)構(gòu)。本課題設(shè)計(jì)提出的進(jìn)氣結(jié)構(gòu)相比原始進(jìn)氣結(jié)構(gòu)在80000rpm和100000rpm轉(zhuǎn)速下,喘振極限流量分別降低了27%與11%,流量寬度分別擴(kuò)寬了30%與14%,最高壓比分別提高了2.4%與2.1%。本課題通過對渦輪增壓器壓氣機(jī)進(jìn)氣結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究,在原有的壓氣機(jī)進(jìn)氣結(jié)構(gòu)上提出了新型進(jìn)氣結(jié)構(gòu),有效地降低了壓氣機(jī)喘振極限流量,擴(kuò)寬了流量寬度,提高了最高壓比。
【關(guān)鍵詞】：壓氣機(jī) 數(shù)值模擬 進(jìn)氣結(jié)構(gòu) 回流槽 機(jī)閘處理
【學(xué)位授予單位】：福州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH45
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 研究的理論與實(shí)際意義8-10
• 1.2 國外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 本課題研究的主要內(nèi)容13-16
• 第二章 壓氣機(jī)逆向工程設(shè)計(jì)16-25
• 2.1 引言16
• 2.2 葉輪逆向設(shè)計(jì)16-21
• 2.2.1 葉輪數(shù)據(jù)的測量方法17-19
• 2.2.2 葉輪逆向設(shè)計(jì)方法19-20
• 2.2.3 葉輪實(shí)體的生成20-21
• 2.3 蝸殼逆向設(shè)計(jì)21-22
• 2.3.1 蝸殼參數(shù)測量方法21
• 2.3.2 蝸殼流場建模21-22
• 2.4 進(jìn)氣端與擴(kuò)壓器的逆向設(shè)計(jì)22-23
• 2.4.1 進(jìn)氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22-23
• 2.4.2 擴(kuò)壓器模型設(shè)計(jì)23
• 2.5 壓氣機(jī)幾何模型的建立23-24
• 2.6 本章小結(jié)24-25
• 第三章 壓氣機(jī)計(jì)算模型的建立25-36
• 3.1 引言25
• 3.2 控制方程25-27
• 3.2.1 連續(xù)性方程25-26
• 3.2.2 動量守恒方程26
• 3.2.3 能量守恒方程26-27
• 3.3 湍流的數(shù)值模擬方法及模型27-30
• 3.3.1 湍流的數(shù)值模擬方法27
• 3.3.2 湍流模型27-29
• 3.3.3 壁面函數(shù)29
• 3.3.4 離散方法29-30
• 3.4 計(jì)算模型的網(wǎng)格劃分30-33
• 3.4.1 網(wǎng)格生成技術(shù)30
• 3.4.2 壓氣機(jī)流場的網(wǎng)格劃分30-32
• 3.4.3 流場域間的網(wǎng)格連接方法32-33
• 3.5 邊界條件的設(shè)定33-34
• 3.5.1 邊界條件的設(shè)定33-34
• 3.5.2 求解器的設(shè)定34
• 3.5.3 計(jì)算收斂的判斷34
• 3.6 本章小結(jié)34-36
• 第四章 進(jìn)氣端回流槽寬度的研究36-54
• 4.1 引言36
• 4.2 壓氣機(jī)性能參數(shù)與評價指標(biāo)36-39
• 4.2.1 葉輪進(jìn)口三角形36-37
• 4.2.2 絕熱性能指標(biāo)37
• 4.2.3 絕熱效率的計(jì)算37-38
• 4.2.4 流量特性38-39
• 4.3 機(jī)閘作用的分析39-40
• 4.4 不同回流槽寬度的分析40-49
• 4.4.1 性能分析40-44
• 4.4.2 不同回流槽寬度的機(jī)閘流量分析44-47
• 4.4.3 不同回流槽寬度的軸向速度分析47-49
• 4.5 壓氣機(jī)流場分析49-52
• 4.5.1 葉輪流場分析49-50
• 4.5.2 蝸殼流場分析50-51
• 4.5.3 壓氣機(jī)靜壓與速度分析51-52
• 4.6 本章小結(jié)52-54
• 第五章 進(jìn)氣端機(jī)閘結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與研究54-63
• 5.1 引言54
• 5.2 新型進(jìn)氣結(jié)構(gòu)的性能分析54-56
• 5.2.1 新型進(jìn)氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)54-55
• 5.2.2 新型進(jìn)氣結(jié)構(gòu)的性能分析55-56
• 5.3 不同進(jìn)氣結(jié)構(gòu)的流量分析56-59
• 5.3.1 流量曲線分析56-57
• 5.3.2 流場分析57-59
• 5.4 不同進(jìn)氣結(jié)構(gòu)的軸向速度分析59-61
• 5.4.1 機(jī)閘出口軸向速度曲線分析59-60
• 5.4.2 軸向速度流場分析60-61
• 5.5 不同進(jìn)氣結(jié)構(gòu)的葉輪進(jìn)氣端切向速度分析61-62
• 5.6 本章小結(jié)62-63
• 結(jié)論與展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 致謝69-70
• 個人簡歷及在學(xué)期間參與的科研項(xiàng)目和成果70

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉波,王強(qiáng);不同分流比下風(fēng)扇/壓氣機(jī)組合體性能預(yù)估研究[J];西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2001年03期

2 王華青,陳矛章;高負(fù)荷高通流跨音壓氣機(jī)的研制和應(yīng)用[J];航空動力學(xué)報(bào);2003年02期

3 陳懋章;劉寶杰;;中國壓氣機(jī)基礎(chǔ)研究及工程研制的一些進(jìn)展[J];航空發(fā)動機(jī);2007年01期

4 汪偉;何立明;于錦祿;;壓氣機(jī)虛擬試驗(yàn)仿真平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];空軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年03期

5 劉濱春;;壓氣機(jī)級間引氣對壓氣機(jī)性能影響的研究[J];中國科技信息;2008年16期

6 劉波;陳云永;項(xiàng)效昒;侯為民;;對轉(zhuǎn)壓氣機(jī)數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究[J];推進(jìn)技術(shù);2008年04期

7 陶立權(quán);孫鵬;楊坤;;風(fēng)扇/壓氣機(jī)進(jìn)口畸變問題數(shù)值研究進(jìn)展[J];中國民航大學(xué)學(xué)報(bào);2010年02期

8 陳云永;劉波;謝彥文;;對轉(zhuǎn)壓氣機(jī)特性影響因素分析研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2010年07期

9 李冬;李本威;楊欣毅;鄧斌;;壓氣機(jī)性能衰退和清洗恢復(fù)仿真研究[J];計(jì)算機(jī)仿真;2010年09期

10 苗厚武,蔡曉鐘,高金滿;端削技術(shù)在跨音速壓氣機(jī)上的應(yīng)用[J];燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究;1996年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 浦鵬;孫濤;李冬;;壓氣機(jī)性能影響因素研究[A];中國航空學(xué)會第七屆動力年會論文摘要集[C];2010年

2 沈騰;;無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在壓氣機(jī)測試中的應(yīng)用研究[A];大型飛機(jī)關(guān)鍵技術(shù)高層論壇暨中國航空學(xué)會2007年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2007年

3 李建君;顧春偉;;壓氣機(jī)1．5跨音級內(nèi)部流動分析[A];中國動力工程學(xué)會透平專業(yè)委員會2007年學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2007年

4 張健新;武卉;高飛龍;;某壓氣機(jī)試驗(yàn)器旁路退喘系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及應(yīng)用[A];第十五屆中國科協(xié)年會第13分會場：航空發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)、制造與應(yīng)用技術(shù)研討會論文集[C];2013年

5 朱理;;三次樣條插值函數(shù)算法在壓氣機(jī)性能試驗(yàn)中的應(yīng)用[A];中國航空學(xué)會第七屆動力年會論文摘要集[C];2010年

6 朱理;;三次樣條插值函數(shù)算法在壓氣機(jī)性能試驗(yàn)中的應(yīng)用[A];2010航空試驗(yàn)測試技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2010年

7 郭明;周盛;吳介之;;基于局部動力學(xué)的內(nèi)流(風(fēng)扇/壓氣機(jī))氣動診斷方法初探[A];2003空氣動力學(xué)前沿研究論文集[C];2003年

8 趙連會;何磊;徐強(qiáng);崔耀欣;虎煜;;某型多級軸流壓氣機(jī)三維CFD流場分析及氣動優(yōu)化[A];中國動力工程學(xué)會透平專業(yè)委員會2011年學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2011年

9 符嬈;雷勇;;基于HHT的壓氣機(jī)氣動失穩(wěn)檢測技術(shù)研究[A];2010航空試驗(yàn)測試技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2010年

10 孫明霞;梁春華;;提高軸流壓氣機(jī)穩(wěn)定性的技術(shù)措施[A];中國航空學(xué)會第七屆動力年會論文摘要集[C];2010年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 高山　張若萌;激揚(yáng)動力[N];中國航空報(bào);2011年

2 中航工業(yè)燃?xì)鉁u輪研究院 曹志鵬;未來高負(fù)荷風(fēng)扇/壓氣機(jī)局部流動控制技術(shù)[N];中國航空報(bào);2012年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬寧;高速壓氣機(jī)低速�；嗨茰�(zhǔn)則及軸向縫機(jī)匣處理流動機(jī)理研究[D];中國科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所);2016年

2 高坤華;基于混沌理論的壓氣機(jī)失速預(yù)測及分析[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

3 趙勇;風(fēng)扇/壓氣機(jī)非設(shè)計(jì)點(diǎn)性能計(jì)算和進(jìn)氣畸變影響預(yù)測方法研究[D];南京航空航天大學(xué);2008年

4 羌曉青;低反動度附面層抽吸式壓氣機(jī)流動控制及設(shè)計(jì)方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

5 高海洋;畸變條件下端區(qū)流動對壓氣機(jī)穩(wěn)定性影響的機(jī)理研究[D];大連海事大學(xué);2014年

6 羅鉅;高性能風(fēng)扇/壓氣機(jī)三維葉片氣動設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[D];南京航空航天大學(xué);2013年

7 張環(huán);旋轉(zhuǎn)總壓畸變對壓氣機(jī)穩(wěn)定性影響的研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

8 龍艷麗;高負(fù)荷氦氣壓氣機(jī)氣動設(shè)計(jì)及性能研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

9 李亮;葉尖射流對壓氣機(jī)穩(wěn)定性影響研究[D];南京航空航天大學(xué);2013年

10 屠寶鋒;風(fēng)扇/壓氣機(jī)動態(tài)失速過程和多尺度非定常氣動穩(wěn)定性研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 安鑫;跨音壓氣機(jī)邊界層抽吸控制方法研究[D];中國科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所);2015年

2 管健;旋轉(zhuǎn)沖壓壓縮轉(zhuǎn)子試驗(yàn)系統(tǒng)氣動性能數(shù)值研究[D];大連海事大學(xué);2015年

3 梁齊文;燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)改型設(shè)計(jì)方法研究[D];上海交通大學(xué);2015年

4 阮國輝;跨聲速低反力度壓氣機(jī)動葉性能優(yōu)化研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

5 劉斌;亞聲速重復(fù)級壓氣機(jī)試驗(yàn)臺氣動與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[D];大連海事大學(xué);2015年

6 桑晶晶;船用廢氣渦輪增壓器壓氣機(jī)流場及氣動噪聲數(shù)值仿真研究[D];江蘇科技大學(xué);2015年

7 胡勇;空氣渦輪火箭組合發(fā)動機(jī)總體方案研究與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

8 劉軍;跨聲速壓氣機(jī)應(yīng)用彎曲葉片的數(shù)值研究[D];大連海事大學(xué);2016年

9 薛嘉麒;組合抽吸對旋轉(zhuǎn)沖壓壓縮轉(zhuǎn)子性能的影響[D];大連海事大學(xué);2016年

10 蘆建斌;葉輪設(shè)計(jì)對車用渦輪增壓器壓氣機(jī)的效率及噪聲影響的研究[D];浙江大學(xué);2016年

  本文關(guān)鍵詞：基于數(shù)值模擬的渦輪增壓器壓氣機(jī)進(jìn)氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：461298