隨著能源問題的日益嚴(yán)峻,內(nèi)燃機(jī)的節(jié)能減排越來越受到關(guān)注,渦輪增壓器以其提高燃油經(jīng)濟(jì)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(guān)鍵設(shè)備。離心壓氣機(jī)作為渦輪增壓器的核心部件,通過高速旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)氣體壓縮,將機(jī)械能轉(zhuǎn)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(jī)轉(zhuǎn)速也不斷增大,流道內(nèi)強(qiáng)烈的激波效應(yīng)與復(fù)雜的跨聲速流動相互干擾,導(dǎo)致壓氣機(jī)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(jī)的機(jī)匣處理（Casing Treatment,簡稱CT）。本文以直通回流式自循環(huán)機(jī)匣處理為研究對象,通過對有、無機(jī)匣處理的某高壓比跨聲速離心壓氣機(jī)進(jìn)行全三維數(shù)值模擬,在驗(yàn)證數(shù)值方法可靠的前提下分析不同工況下機(jī)匣處理的擴(kuò)穩(wěn)機(jī)理。堵塞工況下,部分流體通過機(jī)匣處理直接進(jìn)入壓氣機(jī),流通面積的增加導(dǎo)致堵塞流量增大。近失速工況下,機(jī)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(jìn)一步擴(kuò)張,改善了葉片通道內(nèi)的流通狀況;同時受機(jī)匣處理回流槽的影響,流體的進(jìn)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(xué)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(xué)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(jī)機(jī)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(jī)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(jié)構(gòu)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(guān)性與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    2.3 機(jī)匣處理擴(kuò)穩(wěn)機(jī)理分析
        2.3.1 堵塞工況
        2.3.2 近失速工況
    2.4 本章小結(jié)
第三章 離心壓氣機(jī)機(jī)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(jī)匣處理幾何結(jié)構(gòu)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(jié)
第四章 離心壓氣機(jī)機(jī)匣處理多目標(biāo)優(yōu)化
    4.1 多目標(biāo)優(yōu)化基本理論
        4.1.1 多目標(biāo)優(yōu)化問題
        4.1.2 遺傳算法
        4.1.3 NSGA-II算法
    4.2 機(jī)匣處理多目標(biāo)優(yōu)化方案
    4.3 機(jī)匣處理多目標(biāo)優(yōu)化結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]自循環(huán)機(jī)匣處理軸向位置影響擴(kuò)穩(wěn)能力的機(jī)理[J]. 張皓光,安康,譚鋒,楚武利,吳艷輝.  航空動力學(xué)報. 2017(04)
[2]機(jī)匣處理對跨聲速離心壓氣機(jī)性能影響[J]. 曹四.  推進(jìn)技術(shù). 2017(04)
[3]反葉片角向縫機(jī)匣處理影響軸流壓氣機(jī)性能的機(jī)理[J]. 張皓光,譚鋒,楚武利,吳艷輝,曠海洋.  航空動力學(xué)報. 2016(10)
[4]Multi-point Optimization of Recirculation Flow Type Casing Treatment in Centrifugal Compressors[J]. Min Thaw Tun,Daisaku Sakaguchi.  Journal of Thermal Science. 2016(03)
[5]目標(biāo)優(yōu)化算法在葉片參數(shù)化設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 劉正先,韓博,魯業(yè)明.  天津大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2017(01)
[6]離心壓氣機(jī)自循環(huán)機(jī)匣處理擴(kuò)穩(wěn)機(jī)理分析[J]. 康劍雄,黃國平,朱俊強(qiáng),溫殿忠.  航空學(xué)報. 2014(12)
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[10]小流量工況下采用孔式機(jī)匣的離心壓氣機(jī)內(nèi)部流場分析[J]. 徐偉,王彤,谷傳綱.  中國電機(jī)工程學(xué)報. 2012(02)

博士論文
[1]跨音壓氣機(jī)機(jī)匣處理擴(kuò)穩(wěn)機(jī)理和設(shè)計方法研究[D]. 周小勇.中國科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所) 2015
[2]內(nèi)燃機(jī)高壓比離心壓氣機(jī)擴(kuò)穩(wěn)非對稱流動控制研究[D]. 楊名洋.清華大學(xué) 2011

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



本文編號：3270194