本文關(guān)鍵詞：軸流增壓器渦輪機(jī)內(nèi)部流場CFD分析及渦輪強(qiáng)度計(jì)算

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【摘要】：隨著能源的緊缺和自然環(huán)境的惡化,國家對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和排放性提出了更高的要求,渦輪增壓器有效地改善了發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣對(duì)環(huán)境的污染,而如何使渦輪增壓器更節(jié)能、更高效地工作已成為科研人員探索與研究的重要課題。渦輪機(jī)作為渦輪增壓器最為關(guān)鍵的部件之一,其性能的好壞直接影響增壓器的效率,并對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能產(chǎn)生一定的影響。本文以某船用軸流渦輪增壓器為研究對(duì)象,對(duì)該軸流增壓器渦輪機(jī)進(jìn)行了內(nèi)部流場分析和渦輪強(qiáng)度計(jì)算。本文利用SolidWorks三維造型軟件建立了軸流渦輪機(jī)的幾何模型,并在Hypermesh軟件中對(duì)幾何模型進(jìn)行了網(wǎng)格單元?jiǎng)澐?得到計(jì)算模型;使計(jì)算模型分別在磨合轉(zhuǎn)速、標(biāo)定轉(zhuǎn)速、最大轉(zhuǎn)速三個(gè)不同轉(zhuǎn)速工況下,利用Fluent對(duì)渦輪機(jī)的內(nèi)部流場進(jìn)行了CFD分析,通過分析提出將原24葉片渦輪改為28葉片渦輪和20葉片渦輪兩種結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案。將兩種方案在相同的條件下進(jìn)行CFD分析,對(duì)比兩種優(yōu)化方案模擬結(jié)果,得出20葉片渦輪可以更好改善船用軸流增壓器的性能。使用Ansys軟件對(duì)原渦輪以及改進(jìn)渦輪進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,以確保增壓器正常運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)定多個(gè)轉(zhuǎn)速,觀察模型的應(yīng)力及綜合變形圖,找出所受應(yīng)力的最大點(diǎn)處,通過對(duì)比顯示20葉片渦輪與原模型渦輪在最大轉(zhuǎn)速下最大應(yīng)力均不超過許用應(yīng)力,權(quán)衡流場與強(qiáng)度兩個(gè)方面,可以得出對(duì)原模型提出20葉片渦輪的優(yōu)化方案可行。
【關(guān)鍵詞】：軸流渦輪機(jī) 內(nèi)部流場 渦輪強(qiáng)度
【學(xué)位授予單位】：大連交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK403
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題的背景及意義10
• 1.1.1 研究背景10
• 1.1.2 研究意義10
• 1.2 渦輪增壓器簡介10-13
• 1.2.1 渦輪增壓器結(jié)構(gòu)及工作原理10-11
• 1.2.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.3 渦輪機(jī)概述13-14
• 1.3.1 渦輪機(jī)的種類13
• 1.3.2 渦輪機(jī)主要性能參數(shù)13-14
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容14-16
• 第二章 數(shù)值計(jì)算方法及模擬計(jì)算軟件16-30
• 2.1 內(nèi)部流場計(jì)算理論基礎(chǔ)16-20
• 2.1.1 CFD技術(shù)概述16
• 2.1.2 流體力學(xué)的基本控制方程16-17
• 2.1.3 湍流模型17-18
• 2.1.4 數(shù)值求解方法18-19
• 2.1.5 CFD—FLUENT軟件介紹19-20
• 2.2 渦輪強(qiáng)度計(jì)算理論基礎(chǔ)20-25
• 2.2.1 有限元方法概述20-21
• 2.2.2 有限元分析法的基本原理21
• 2.2.3 有限元分析方法的基本步驟21-22
• 2.2.4 基本控制方程22-24
• 2.2.5 有限元分析軟件—ANSYS24-25
• 2.3 網(wǎng)格劃分理論基礎(chǔ)25-28
• 2.3.1 網(wǎng)格類型26
• 2.3.2 網(wǎng)格質(zhì)量檢查及優(yōu)化26-27
• 2.3.3 網(wǎng)格劃分軟件—HYPERMESH27-28
• 本章小結(jié)28-30
• 第三章 渦輪機(jī)幾何模型建立及內(nèi)部流場計(jì)算30-49
• 3.1 渦輪機(jī)幾何模型建立30-33
• 3.2 渦輪機(jī)計(jì)算模型建立33-35
• 3.2.1 計(jì)算模型模建立33-34
• 3.2.2 渦輪機(jī)計(jì)算模型網(wǎng)格劃分34-35
• 3.3 渦輪機(jī)內(nèi)部流場網(wǎng)格模型邊界條件處理35-36
• 3.3.1 邊界條件設(shè)置35-36
• 3.3.2 計(jì)算結(jié)果的收斂性36
• 3.4 渦輪機(jī)內(nèi)部流動(dòng)損失36-37
• 3.5 軸流式渦輪機(jī)內(nèi)部流場計(jì)算與分析37-46
• 3.6 渦輪機(jī)效率計(jì)算46-48
• 本章小結(jié)48-49
• 第四章 渦輪結(jié)構(gòu)改進(jìn)及內(nèi)部流場計(jì)算49-67
• 4.1 渦輪結(jié)構(gòu)改進(jìn)目的49
• 4.2 渦輪結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案49-50
• 4.3 改進(jìn)后渦輪機(jī)內(nèi)部流場計(jì)算與分析50-64
• 4.3.1 A方案渦輪機(jī)內(nèi)部流場計(jì)算與分析51-57
• 4.3.2 B方案渦輪機(jī)內(nèi)部流場計(jì)算與分析57-64
• 4.4 改進(jìn)模型計(jì)算結(jié)果與原模型對(duì)比分析64-65
• 本章小結(jié)65-67
• 第五章 渦輪強(qiáng)度計(jì)算與分析67-82
• 5.1 渦輪網(wǎng)格劃分67-68
• 5.2 渦輪網(wǎng)格模型加載68-69
• 5.2.1 渦輪材料特性68-69
• 5.2.2 渦輪載荷約束施加69
• 5.3 原模型軸流渦輪強(qiáng)度計(jì)算與分析69-74
• 5.3.1 原模型渦輪應(yīng)力分布69-72
• 5.3.2 原模型渦輪綜合變形分布72-74
• 5.4 改進(jìn)模型渦輪強(qiáng)度計(jì)算74-79
• 5.4.1 改進(jìn)模型渦輪應(yīng)力分布74-77
• 5.4.2 改進(jìn)模型渦輪綜合變形分布77-79
• 5.5 改進(jìn)渦輪與原渦輪對(duì)比分析79-81
• 本章小結(jié)81-82
• 結(jié)論82-83
• 參考文獻(xiàn)83-85
• 致謝85-86

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1 陳林林;孫雪霆;季松濤;;嚴(yán)重事故下放射源項(xiàng)遷移機(jī)理CFD分析研究[J];中國原子能科學(xué)研究院年報(bào);2013年00期

2 李國元,石清華,張克危,李仲全,鄭津生;原型譜標(biāo)準(zhǔn)型水輪機(jī)尾水管CFD分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];東方電氣評(píng)論;2003年03期

3 李想;顧春偉;;某離心葉輪的CFD分析和結(jié)果確認(rèn)[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2008年08期

4 葉伊蘇;辛U，

本文編號(hào)：596089