本文關(guān)鍵詞：車用可變渦輪增壓器渦輪流場CFD分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著發(fā)動機排放要求的不斷嚴格與能源的不斷匱乏,節(jié)能和減排已經(jīng)成為當今發(fā)動機發(fā)展的最大機遇和挑戰(zhàn)。為了提高和改進發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性和排放性,渦輪增壓發(fā)動機已成為現(xiàn)代發(fā)動機的一個基本機型。在渦輪增壓發(fā)動機中,渦輪增壓器性能對發(fā)動機性能有重要的影響,而渦輪效率又決定著渦輪增壓器的效率。雖然,增壓發(fā)動機改善了自然吸氣發(fā)動機的綜合性能,但是,普通渦輪增壓發(fā)動機存在低速扭矩不足、加速響應(yīng)滯后、低油耗運行區(qū)窄等缺陷,尤其是普通渦輪增壓汽油機會出現(xiàn)爆震現(xiàn)象。因此,比普通渦輪增壓器更具優(yōu)越性的可變噴嘴渦輪增壓器成為發(fā)動機研究者熱衷的研究課題。 論文中以某款可變噴嘴增壓器(VNT)的渦輪為研究對象,應(yīng)用UG三維繪圖軟件提取出渦輪內(nèi)部流場三維模型。通過計算流體力學(xué)(CFD)數(shù)值計算方法對渦輪內(nèi)部三維穩(wěn)態(tài)流場進行模擬計算,以研究渦輪內(nèi)流場的運動情況和變化規(guī)律。通過比較模擬計算數(shù)據(jù)與渦輪增壓器臺架試驗數(shù)據(jù)驗證渦輪內(nèi)流場數(shù)值計算的可行性。 研究結(jié)果表明：渦輪蝸殼設(shè)計合理,蝸殼內(nèi)流動損失小,沒有出現(xiàn)回流、旋流和突擴等不良現(xiàn)象。蝸殼中流場的溫度、壓力和流速的分布規(guī)律和變化情況滿足氣體動力學(xué)原理,并且蝸殼內(nèi)氣體的流動軌跡近似于對數(shù)螺旋線。在噴嘴環(huán)區(qū)域,葉片間氣體的流動特性能夠滿足漸縮形噴管的流動規(guī)律,沿著氣體流動方向,壓力和溫度是逐漸降低的、速度是逐漸升高的。但是,在噴嘴環(huán)大開度時,噴嘴環(huán)葉片的頭部型線需要結(jié)合渦輪所有工況進行優(yōu)化,減小葉片頭部的迎風(fēng)阻擋面積,降低葉片頭部的碰撞損失。最后通過不同噴嘴環(huán)開度流場的對比分析,得到了可變噴嘴渦輪增壓器的工作特點,通過改變噴嘴環(huán)開度控制進入葉輪的流體速度,從而控制增壓器增壓性能,滿足發(fā)動機所有工況進氣量需求。
【關(guān)鍵詞】：可變噴嘴增壓器 計算流體力學(xué)(CFD) 數(shù)值計算 三維穩(wěn)態(tài)流場
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：U464.13
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 前言9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13
• 1.3 CFD在仿真計算中的應(yīng)用及計算軟件的簡介13-14
• 1.4 研究的主要內(nèi)容14-17
• 第二章 葉輪機械流場數(shù)值計算方法17-27
• 2.1 氣體流動控制方程17-19
• 2.1.1 質(zhì)量守恒方程17
• 2.1.2 動量守恒方程17-18
• 2.1.3 能量守恒方程18
• 2.1.4 流體狀態(tài)方程18-19
• 2.2 湍流模型19-22
• 2.2.1 湍流模型概述19-21
• 2.2.2 常用湍流模型介紹21-22
• 2.3 離散方法22-23
• 2.4 邊界條件和初始條件23-24
• 2.5 網(wǎng)格生成技術(shù)24-26
• 2.5.1 結(jié)構(gòu)網(wǎng)格25
• 2.5.2 非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格25-26
• 2.5.3 混合網(wǎng)格26
• 2.6 小結(jié)26-27
• 第三章 可變噴嘴增壓器的性能試驗27-35
• 3.1 可變噴嘴渦輪增壓器27-29
• 3.2 試驗內(nèi)容29-30
• 3.3 試驗數(shù)據(jù)的計算30-31
• 3.3.1 靜壓、總壓、靜溫、總溫的換算31
• 3.3.2 相似轉(zhuǎn)速的換算31
• 3.3.3 相似流量的換算31
• 3.3.4 渦輪膨脹比計算31
• 3.4 試驗結(jié)果31-33
• 3.5 小結(jié)33-35
• 第四章 渦輪流場的CFD模型建立35-43
• 4.1 幾何模型35-36
• 4.1.1 渦輪模型35-36
• 4.1.2 流場模型36
• 4.2 網(wǎng)格模型36-38
• 4.3 數(shù)學(xué)模型38-40
• 4.3.1 FIRE模擬計算的基本方程38-39
• 4.3.2 計算模式的設(shè)定39
• 4.3.3 進出口邊界和壁面邊界39
• 4.3.4 初始條件39
• 4.3.5 松弛因子和差分格式39-40
• 4.3.6 收斂條件40
• 4.4 模型驗證40-42
• 4.4.1 計算結(jié)果41
• 4.4.2 模型驗證41-42
• 4.5 小結(jié)42-43
• 第五章 渦輪流場的穩(wěn)態(tài)CFD分析43-55
• 5.1 低流損場的要求43
• 5.2 噴嘴最小開度時流場的研究43-46
• 5.2.1 流場中壓力分布圖43-44
• 5.2.2 流場中溫度分布圖44-45
• 5.2.3 流場中的速度分布45-46
• 5.3 噴嘴最大開度時流場的研究46-50
• 5.3.1 流場中壓力分布圖47
• 5.3.2 流場中溫度分布圖47-48
• 5.3.3 流場中的速度分布48-50
• 5.4 不同噴嘴環(huán)開度流場分析50-54
• 5.5 小結(jié)54-55
• 第六章 結(jié)論與展望55-57
• 6.1 結(jié)論55
• 6.2 展望55-57
• 致謝57-59
• 參考文獻59-62
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間參與項目及發(fā)表論文62-63
• 附錄1 參與項目62
• 附錄2 發(fā)表論文62-63
• 附錄B 攻讀碩士學(xué)位期間所獲獎勵63

【引證文獻】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 符丁元;基于FLUENT的渦輪增壓器流場分析與優(yōu)化[D];武漢理工大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：車用可變渦輪增壓器渦輪流場CFD分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：411596