本文關(guān)鍵詞：渦輪增壓器噪聲數(shù)值仿真及實驗研究

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【摘要】：隨著內(nèi)燃機增壓技術(shù)的廣泛應(yīng)用,渦輪增壓器的噪聲問題受到越來越多的關(guān)注,良好的聲學(xué)性能已成為評價一款渦輪增壓器的重要指標之一。因此,進行渦輪增壓器噪聲的研究很有必要。本文從理論、試驗、仿真三方面分析了影響渦輪增壓器噪聲的主要因素,旨在為今后渦輪增壓器噪聲的分析、控制以及渦輪增壓器的改型設(shè)計、優(yōu)化提供經(jīng)驗。本文首先對某款整車使用的渦輪增壓器產(chǎn)生的異響問題進行了試驗研究,采用西門子公司的LMS Test.lab噪聲測試系統(tǒng)對渦輪增壓器噪聲進行采樣處理,得到渦輪增壓器噪聲頻譜圖,并與振動信號處理后得到的頻譜圖進行對比分析,確定了解決異響的方向和方案。其次,本文采用CFD軟件進行了壓氣機定常流場和瞬態(tài)聲場的仿真,采用葉輪機械流場仿真軟件Numeca進行了渦輪增壓器壓氣機定常流場的研究,通過仿真得到的map圖與壓氣機實驗得到的map圖對比,驗證了數(shù)值仿真的可靠性。通過定常流場后處理云圖,得到了壓氣機和葉輪部位的速度場和壓力場,著重分析了氣流分離產(chǎn)生部位的流場。在瞬態(tài)聲場的計算中,采用Star-ccm+軟件進行了壓氣機瞬態(tài)工況的模擬,分別使用Star-ccm+中的Curle噪聲源模型和Proundman噪聲源模型對渦輪增壓器壓氣機可能產(chǎn)生氣動噪聲的噪聲源位置進行了預(yù)測,在壓氣機內(nèi)部布置了11個壓力監(jiān)測點,監(jiān)測壓氣機內(nèi)部流場在這些位置處的壓力脈動情況,確定了壓氣機進口段是該增壓器氣動噪聲的主要噪聲源。最后,本文分析了油膜渦動形成的機理和控制措施。使用轉(zhuǎn)子動力學(xué)軟件Dyrobes對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)原方案與新方案進行了對比分析,為改善油膜渦動噪聲采取了調(diào)整內(nèi)外油膜間隙以及開油槽等控制措施,為改善不平衡噪聲采取了對轉(zhuǎn)子進行更高精度的動平衡等措施。通過再次進行增壓器噪聲對比試驗結(jié)合人員主觀感受判斷,此款增壓器哨聲異響問題得到有效解決。
【關(guān)鍵詞】：渦輪增壓器 噪聲 仿真模擬 流動特性 油膜渦動
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U464.135
【目錄】：

• 摘要10-11
• ABSTRACT11-13
• 第1章 緒論13-23
• 1.1 課題的研究意義13-14
• 1.2 增壓器噪聲國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-21
• 1.2.1 渦輪增壓器氣動噪聲15-17
• 1.2.2 渦輪增壓器結(jié)構(gòu)噪聲17-20
• 1.2.3 渦輪增壓器噪聲信號獲取與分析20-21
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容21-23
• 第2章 渦輪增壓器噪聲機理分析23-33
• 2.1 渦輪增壓器噪聲分類與傳遞23-26
• 2.2 渦輪增壓器氣動噪聲機理分析26-28
• 2.3 渦輪增壓器結(jié)構(gòu)噪聲機理分析28-32
• 2.3.1 渦輪增壓器轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的不平衡形式28-30
• 2.3.2 渦輪增壓器轉(zhuǎn)子平衡30-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第3章 渦輪增壓器噪聲試驗33-43
• 3.1 噪聲測試信號采集與處理原理33-34
• 3.1.1 采樣定理33
• 3.1.2 信號的變換處理33-34
• 3.1.3 窗函數(shù)與數(shù)據(jù)泄漏34
• 3.2 渦輪增壓器噪聲測試實驗34-41
• 3.2.1 渦輪增壓器噪聲測試系統(tǒng)35-37
• 3.2.2 渦輪增壓器噪聲頻譜分析37-41
• 3.3 本章小結(jié)41-43
• 第4章 渦輪增壓器流場及氣動噪聲仿真分析43-65
• 4.1 渦輪增壓器計算流體力學(xué)理論43-46
• 4.1.1 流體運動控制方程43
• 4.1.2 湍流模型43-45
• 4.1.3 近壁面網(wǎng)格的確定45-46
• 4.2 渦輪增壓器氣動聲學(xué)理論46-47
• 4.2.1 聲壓波動方程和Helmholtz方程46-47
• 4.2.2 渦輪增壓器氣動噪聲數(shù)值模擬方法47
• 4.3 渦輪增壓器壓氣機定常流場分析47-55
• 4.3.1 壓氣機定常流場分析模型47-49
• 4.3.2 增壓器定常流場計算設(shè)定49
• 4.3.3 增壓器仿真結(jié)果實驗驗證49-50
• 4.3.4 增壓器定常流場計算結(jié)果及后處理50-55
• 4.4 Star-ccm+聲場仿真55-62
• 4.4.1 增壓器聲場分析模型和網(wǎng)格劃分55-57
• 4.4.2 增壓器瞬態(tài)計算條件設(shè)置57
• 4.4.3 聲場計算結(jié)果分析57-60
• 4.4.4 瞬態(tài)流場計算實驗驗證及結(jié)果分析60-62
• 4.5 本章小結(jié)62-65
• 第5章 渦輪增壓器結(jié)構(gòu)噪聲分析計算65-81
• 5.1 渦輪增壓器轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)模型65-74
• 5.1.1 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)方程65-66
• 5.1.2 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)油膜渦動分析66-72
• 5.1.3 增壓器油膜渦動的控制72-74
• 5.2 Dyrobes增壓器轉(zhuǎn)子系統(tǒng)建模及分析74-79
• 5.3 本章小結(jié)79-81
• 第6章 全文總結(jié)與展望81-85
• 6.1 全文總結(jié)81-82
• 6.2 工作展望82-85
• 參考文獻85-89
• 致謝89-91
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄91-92
• 學(xué)位論文評閱及答辯情況表92

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