船用废气涡轮增压器压气机流场及气动噪声数值仿真研究

《船用废气涡轮增压器压气机流场及气动噪声数值仿真研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学校代码：10289分类号：TB427,U661.44密级：公开学号：122210008江苏科技大学硕士学位论文船用废气涡轮增压器压气机流场及气动噪声数值仿真研究研究生姓名桑晶晶导师姓名杨兴林申请学位类别工学硕士学位授予单位江苏科技大学学科专业轮机工程论文提交日期2014年12月20日研究方向船舶系统与设备振论文答辩日期2015年03月20日动噪声控制与故障诊断答辩委员会主席评阅人2015年3月20日分类号：TB427,U661.44密级：公开学号：122210008船用废气涡轮增压器压气机流场及气动噪声数值仿真研究学生姓名桑晶晶指导教师杨兴林教授江苏科技大学二O一五年三

2、月AThesisSubmittedinFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringThenumericalsimulationoftheflowfieldandaerodynamicnoiseforamarineturbochargercompressorSubmittedbySangJingjingSupervisedbyYangXinglinJiangsuUniversityofScienceandTechnologyMarch,2015江苏科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学

3、位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日江苏科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文

4、。本学位论文属于：(1)保密□，在年解密后适用本授权书。(2)不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日摘要摘要离心压气机广泛应用于交通运输、发电等行业，是车辆、船舶发动机配套涡轮增压器的重要组件。已被公认为是提高内燃机性能，减少排放的有效设备。由于排放法规日益严格，内燃机尺寸不断减小，加上废气再循环的需要，导致压气机运转效率低下，提高压气机工作性能势在必行。同时，伴随着柴油机输出功率的增加，压气机转速的上升，增压器的气动噪声问题已成为不可忽视、亟需解决的重要课题。为了能够研究改进压气机气动效率，降低由其产生的气动噪声，提高船员居住的舒适性，压气机气动性能的分

5、析及优化对研究增压器噪声产生机理和控制方法具有极为重要的意义。本课题在分析国内外对涡轮增压器压气机流场及噪声场研究的基础上，以某型号船用压气机为研究对象，对其进行了三维全流场数值研究分析以及气动噪声的仿真预测。最后结合已有数据，有针对性的进行结构优化设计，提高气动性能降低噪声。首先，本文借助CFD分析软件FLUENT并结合增压器实验台实测数据，在已建立的有限元模型基础上，对压气机内部气体进行三维稳态、粘性可压缩的数值研究，分析了不同工况下(24300r/min,25800r/min,26880r/min,28200r/min,29100r/min)内部流场特征，压气机的压

6、比和效率随流量的变化关系，深入研究了转子区域、扩压区域和蜗壳内的气体流动速度与压力的分布、形成过程及相互影响。其次，压气机气动声场的分析则是采用不同的声场分析法——声类比法(AAA)及宽带噪声法，系统研究整个压气机的噪声产生机理及分布特征。宽带噪声法则是在稳态流场分析基础上对多个工况的宽带噪声源进行数值化模拟，研究宽带噪声源的分布特征及形成机理。声类比法主要基于非稳态流场分析，深入研究了不同转速、流量对压气机内设置的不同观测点处离散噪声频谱的影响，并将数值模拟结果与经验公式的计算值进行比较分析。再次，压气机的气动性能及噪声特性的优化设计则是在前述研究结果的基础上有针对的进

7、行的。主要以有叶扩压器的结构改进为主，自主设计了不同的研究分析方案。分析了扩压器叶片前缘半径与入口角度对扩压器气动性能及流噪声源特性的影响。通过本文的研究工作，加深了对流动数值模拟方法及气动噪声计算方法的适用性的认识。研究了压气机内流动特征及噪声特性和产生机理，设计方案改进扩压器结构参数，对提升压气机性能、控制离心压气机气动噪声源具有借鉴作用。关键词涡轮增压器；压气机；流场；气动噪声；优化设计I江苏科技大学工学硕士学位论文AbstractCentrifugalcompressorsarewidelyusedforindustr