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车用涡轮增压器涡轮非稳态特性试验研究 被引量：24
1
作者 于立国 马朝臣 +4 位作者 施新 张志强 张强 朱智富 赵佳 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期36-40,共5页
分析并完善了车用涡轮增压器涡轮非稳态特性测量及计算的方法,在此方法的基础上,搭建了涡轮非稳态特性试验台,为涡轮的非稳态特性研究提供了一种试验研究手段。对某型号的涡轮与发动机在典型工况下匹配时的非稳态特性进行了试验研究,试... 分析并完善了车用涡轮增压器涡轮非稳态特性测量及计算的方法,在此方法的基础上,搭建了涡轮非稳态特性试验台,为涡轮的非稳态特性研究提供了一种试验研究手段。对某型号的涡轮与发动机在典型工况下匹配时的非稳态特性进行了试验研究,试验观察到了"涡轮非稳态特性圈"的现象,即涡轮的非稳态特性围绕着稳态特性形成了一个特性圈,对涡轮的非稳态特性进行了分析。 展开更多
关键词 内燃机 涡轮增压器 涡轮 非稳态特性 试验台 脉冲发生器 测量方法
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K418合金显微组织及其增压器涡轮叶片热裂的研究 被引量：8
2
作者 石照夏 董建新 张麦仓 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1935-1939,共5页
针对K418合金增压器涡轮叶片的热裂问题进行了研究。采用光学显微镜和扫描电镜分析了Al、Ti含量对K418合金显微组织的影响。利用Thermo-Calc热力学软件计算了K418合金中可能析出的平衡相,并分析了Al、Ti含量变化对平衡相的影响。结果表... 针对K418合金增压器涡轮叶片的热裂问题进行了研究。采用光学显微镜和扫描电镜分析了Al、Ti含量对K418合金显微组织的影响。利用Thermo-Calc热力学软件计算了K418合金中可能析出的平衡相,并分析了Al、Ti含量变化对平衡相的影响。结果表明:Al、Ti含量增加后,K418合金的显微组织发生了明显变化,γ′的尺寸增大且形状多样化,(γ+γ′)共晶增多,导致裂纹优先产生和扩展的部位增多;热裂为枝晶组织断裂,热裂纹在枝晶间产生和扩展;Al、Ti含量的增加均提高了γ′的析出温度和析出量,Al的影响尤为明显;Al、Ti含量增加后,均扩大了合金的有效结晶温度范围,导致涡轮叶片产生热裂。 展开更多
关键词 K418合金 显微组织 增压器涡轮 热裂
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增压器涡轮性能试验与CFD计算方法的研究 被引量：7
3
作者 常婉帜 戴韧 +2 位作者 邢卫东 张继忠 裴伟 《车用发动机》 北大核心 2007年第6期68-71,共4页
建立了蜗壳与整周叶轮合并的增压器涡轮整机计算模型,在较少的网格数量下,用CFD方法对涡轮内部的流动进行了模拟,得到了涡轮的运行特性,如流量特性、转速特性、效率等。将计算结果与相同条件下的试验结果进行比较,可以看到计算结果基本... 建立了蜗壳与整周叶轮合并的增压器涡轮整机计算模型,在较少的网格数量下,用CFD方法对涡轮内部的流动进行了模拟,得到了涡轮的运行特性,如流量特性、转速特性、效率等。将计算结果与相同条件下的试验结果进行比较,可以看到计算结果基本符合增压器设计阶段性能考核的要求,具有工程化应用的意义。 展开更多
关键词 涡轮增压器 涡轮 计算流体动力学 性能预测
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涡轮增压器与车用柴油机匹配研究 被引量：6
4
作者 孟德千 《柴油机设计与制造》 2007年第3期33-36,共4页
涡轮增压器对发动机的动力性、经济性以及排放有着极为重要的影响。通过对涡轮单双流道蜗壳、旁通阀不同开度、流量拓宽装置以及增压器总效率的试验研究,分析了这些因素对增压器与发动机匹配的影响,得出了涡轮增压器与车用柴油机合理匹... 涡轮增压器对发动机的动力性、经济性以及排放有着极为重要的影响。通过对涡轮单双流道蜗壳、旁通阀不同开度、流量拓宽装置以及增压器总效率的试验研究,分析了这些因素对增压器与发动机匹配的影响,得出了涡轮增压器与车用柴油机合理匹配的试验结果。 展开更多
关键词 柴油机 增压器 匹配 旁通阀 蜗壳 拓宽装置
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基于反动度的增压器涡轮设计方法
5
作者 陈钢 闫健菲 +2 位作者 姜承赋 张卓沛 冀翼 《车用发动机》 北大核心 2024年第4期61-70,共10页
通过分析涡轮叶轮叶片角与反动度的关系,设计了叶片角分布控制参数,构建了3种不同反动度的增压涡轮,匹配不同尺寸的涡轮壳,在相同流量条件下,研究了不同反动度涡轮对涡轮级的性能影响规律。最终,应用基于涡轮反动度特征叶片角分布控制方... 通过分析涡轮叶轮叶片角与反动度的关系,设计了叶片角分布控制参数,构建了3种不同反动度的增压涡轮,匹配不同尺寸的涡轮壳,在相同流量条件下,研究了不同反动度涡轮对涡轮级的性能影响规律。最终,应用基于涡轮反动度特征叶片角分布控制方法,实现了增压器涡轮的全参数化设计。结果表明,采用基于反动度的增压器涡轮叶轮的设计方法是可行的,可以满足增压器涡轮叶轮性能优化设计需求。 展开更多
关键词 涡轮增压器 涡轮叶轮 反动度 叶片角分布 流场分析
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车用柴油机高压比宽流量增压器研制
6
作者 邢卫东 佟鼎 +3 位作者 刘莹 邓春龙 门日秀 吴新涛 《装备环境工程》 CAS 2024年第6期37-44,共8页
目的 对于单级高压比宽流量增压器,为适应发动机强化指标,进行一系列的改进设计。方法 利用仿真设计与试验相结合的方法,对高海拔环境应用增压器进行改进设计。通过理论推导,确定压气机及涡轮的气动性能优化设计方法,开展高稳定裕度转... 目的 对于单级高压比宽流量增压器,为适应发动机强化指标,进行一系列的改进设计。方法 利用仿真设计与试验相结合的方法,对高海拔环境应用增压器进行改进设计。通过理论推导,确定压气机及涡轮的气动性能优化设计方法,开展高稳定裕度转子轴承系统设计方法研究与验证。结果 匹配高压比宽流量增压器的发动机与原机相比,高原功率恢复了17%,发动机排气温度降低了7%,增压器转速降低了13%。结论 在原机的基础上设计了压比为4.6的宽流量高性能涡轮增压器,成功实现了高压比宽流量增压器的设计,满足了发动机平原、高原不同环境的运行需求。 展开更多
关键词 高压比 增压器 压气机 涡轮 转子 高海拔环境
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径流涡轮机流道壁面冲蚀特性及对性能的影响
7
作者 马超 张健健 +1 位作者 王宁宁 郭姗姗 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1232-1240,共9页
碳颗粒作为内燃机燃烧的固有产物,随主流运动时会对涡轮机壁面产生冲蚀,在长时间运行后对性能产生影响。通过两相流数值仿真手段对某径流式涡轮机的壁面冲蚀特性进行了分析,并研究了多种关键参数对涡轮机冲蚀率及性能的影响规律。研究... 碳颗粒作为内燃机燃烧的固有产物,随主流运动时会对涡轮机壁面产生冲蚀,在长时间运行后对性能产生影响。通过两相流数值仿真手段对某径流式涡轮机的壁面冲蚀特性进行了分析,并研究了多种关键参数对涡轮机冲蚀率及性能的影响规律。研究结果表明:颗粒尺寸会对壁面冲蚀分布特征产生影响,对性能的影响呈非线性变化规律;颗粒排放裕度和膨胀比对性能变化率的影响呈线性关系;涡轮机转速的变化对效率变化率的影响呈线性关系,对相似流量变化率的影响呈先快速增加后持续下降的规律。颗粒尺寸和涡轮机工况是影响涡轮机性能变化率的显著因素,比颗粒排放裕度及膨胀比对效率变化率和相似流量变化率的影响分别大5~7倍和19~24倍。 展开更多
关键词 涡轮增压器 径流涡轮机 冲蚀率 两相流 性能影响
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增压器涡轮叶片和轮盘组装结构的三维接触精细有限元分析 被引量：6
8
作者 戚刚 吴昌华 张南林 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2000年第3期69-73,共5页
采用多重多支的子结构分析技术 ,应用基于接触问题参变量变分原理的有限元参数二次规划算法 ,对增压器涡轮叶片和轮盘的组装结构按三维弹性接触模型进行了精细的有限元分析 ,最小单元边长为 0 .2 mm,节点总数 5 95 46个 ,单元总数为 5 7... 采用多重多支的子结构分析技术 ,应用基于接触问题参变量变分原理的有限元参数二次规划算法 ,对增压器涡轮叶片和轮盘的组装结构按三维弹性接触模型进行了精细的有限元分析 ,最小单元边长为 0 .2 mm,节点总数 5 95 46个 ,单元总数为 5 71 5 0个八节点等参块体元。计算结果与实际符合得很好 ,改进后的涡轮已投入批量生产。 展开更多
关键词 增压器 涡轮 三维弹性接触 子结构 有限元法
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增压器涡轮轮毂疲劳可靠性分析与寿命预测方法 被引量：5
9
作者 王正 王增全 +1 位作者 郭凯 程江华 《车用发动机》 北大核心 2012年第3期42-45,共4页
针对增压器涡轮由离心载荷所引起的轮毂疲劳失效模式,基于装甲车辆柴油机耐久性台架考核试验剖面,分析了增压器在不同工况下运行时涡轮转速的变化规律,计算了涡轮轮毂疲劳危险部位的应力历程。通过对涡轮轮毂疲劳强度模拟试验样件的疲... 针对增压器涡轮由离心载荷所引起的轮毂疲劳失效模式,基于装甲车辆柴油机耐久性台架考核试验剖面,分析了增压器在不同工况下运行时涡轮转速的变化规律,计算了涡轮轮毂疲劳危险部位的应力历程。通过对涡轮轮毂疲劳强度模拟试验样件的疲劳性能测试,建立了涡轮轮毂疲劳寿命与应力之间的数学模型。在此基础上,研究了涡轮轮毂的疲劳可靠性分析与寿命预测方法,建立了涡轮轮毅疲劳可靠度与失效率计算模型,给出了涡轮可靠寿命确定方法。研究表明,涡轮轮毂的疲劳可靠度随着寿命增加逐渐降低,失效率初期较小,随着寿命增加逐渐增大,然后又逐渐减小。 展开更多
关键词 涡轮增压器 涡轮轮毂 疲劳失效 可靠度 失效率 可靠寿命
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排气涡轮基于顺序流固耦合传热数值模拟研究 被引量：5
10
作者 汪超台 李自成 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第15期156-164,共9页
针对某四缸发动机涡轮增压器排气涡轮在高温及废气气动载荷、离心载荷下的综合数值模拟研究,该数值模拟联合计算流体动力学和有限元分析进行顺序流固耦合传热分析。首先利用STAR CCM+精确模拟计算涡轮增压器排气涡轮的温度场、表面压力... 针对某四缸发动机涡轮增压器排气涡轮在高温及废气气动载荷、离心载荷下的综合数值模拟研究,该数值模拟联合计算流体动力学和有限元分析进行顺序流固耦合传热分析。首先利用STAR CCM+精确模拟计算涡轮增压器排气涡轮的温度场、表面压力场、壁面传热系数分布,将其作为第三类边界条件和压力载荷映射到排气涡轮有限元模型上。通过ABAQUS进行稳态热传导数值模拟,计算出排气涡轮有限元模型网格所有节点的温度场和表面温度,将计算所得的温度场作为预定义场进行热应力分析,最后结合气动载荷和离心载荷进行综合应力分析。 展开更多
关键词 涡轮增压器 排气涡轮 顺序流固耦合 热应力
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脉冲全周进气和非全周进气涡轮性能比较的数值研究 被引量：5
11
作者 范厚传 王航 +2 位作者 刘云岗 朱智富 袁道军 《车用发动机》 北大核心 2012年第4期25-28,33,共5页
分别设计了全周进气双流道涡轮和非全周进气双流道涡轮,通过数值模拟,对两种结构进行了全工况性能分析。结果表明,非全周进气双流道涡轮的效率高于全周进气双流道涡轮。通过流场分析揭示了涡轮内部流动损失机理,从而了解两种结构对涡轮... 分别设计了全周进气双流道涡轮和非全周进气双流道涡轮,通过数值模拟,对两种结构进行了全工况性能分析。结果表明,非全周进气双流道涡轮的效率高于全周进气双流道涡轮。通过流场分析揭示了涡轮内部流动损失机理,从而了解两种结构对涡轮效率和输出功率的影响,为涡轮增压器的进一步开发提供一定的理论依据。 展开更多
关键词 涡轮增压器 全周进气 非全周进气 涡轮 数值模拟
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多场载荷对增压器涡轮应力的影响分析 被引量：3
12
作者 郭凯 王正 +3 位作者 王晓春 徐思友 朱向国 门日秀 《车用发动机》 北大核心 2011年第6期47-52,共6页
针对某增压柴油机,运用GT-Power软件对柴油机工作过程进行仿真计算,获得增压器涡轮工作状态参数的变化规律。以柴油机某一工况为例,对涡轮进行了流—热耦合分析,得到涡轮在工作过程中所受到的热载荷和气动载荷。研究了涡轮在离心载荷、... 针对某增压柴油机,运用GT-Power软件对柴油机工作过程进行仿真计算,获得增压器涡轮工作状态参数的变化规律。以柴油机某一工况为例,对涡轮进行了流—热耦合分析,得到涡轮在工作过程中所受到的热载荷和气动载荷。研究了涡轮在离心载荷、热载荷、气动载荷等多场载荷作用下的应力响应,计算了涡轮在不同载荷作用下的应力分布,并对不同应力状态的产生机理进行了分析。最后,研究了各载荷对涡轮应力响应的影响程度。 展开更多
关键词 增压器 涡轮 气动载荷 热载荷 离心载荷 热应力
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增压器涡轮叶轮极端载荷下动态可靠性模型 被引量：4
13
作者 王正 王增全 +1 位作者 郭凯 邓春龙 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期32-35,49,共5页
分析了叶片单元数与载荷作用次数对涡轮叶轮可靠性的影响,建立了极端载荷作用下增压器涡轮叶轮的动态可靠性模型与失效率计算模型。分析了涡轮叶轮的结构特点,建立了能体现叶片数影响的涡轮叶轮强度概率分布函数。针对增压器涡轮叶轮由... 分析了叶片单元数与载荷作用次数对涡轮叶轮可靠性的影响,建立了极端载荷作用下增压器涡轮叶轮的动态可靠性模型与失效率计算模型。分析了涡轮叶轮的结构特点,建立了能体现叶片数影响的涡轮叶轮强度概率分布函数。针对增压器涡轮叶轮由超速这种极端载荷所引起的失效模式,以载荷作用次数为寿命度量指标,建立了能体现叶片单元数、载荷、强度以及工作循环次数影响的涡轮叶轮可靠性模型、失效率计算模型以及平均寿命模型。以某型增压器为例,研究了涡轮叶轮可靠度与失效率随工作循环次数的变化规律。研究表明:随着工作循环次数的增加,涡轮叶轮的可靠度逐渐降低,失效率逐渐减小且趋于一个稳定值。与传统方法相比,所建模型可以更加准确地对涡轮叶轮的可靠性进行分析与评价。 展开更多
关键词 增压器 涡轮叶轮 叶片数 可靠性 失效率 极端载荷
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车用涡轮增压器涡轮测功方法的发展 被引量：3
14
作者 施新 马朝臣 《车用发动机》 北大核心 2003年第2期4-6,19,共4页
根据测功原理的不同,对车用涡轮增压器涡轮测功方法进行了分类,介绍了各种测功方法的工作原理,结构特点和发展概况。
关键词 涡轮增压器 涡轮测功方法 涡轮测功机 液力测功机 工作原理 汽车
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不同A/R值对双流道涡轮机的性能影响研究
15
作者 叶雨豪 谢爱元 陈掌 《现代车用动力》 2023年第2期40-44,共5页
为了提升涡轮机性能,建立其计算模型,划分计算网格模型,并在仿真软件中进行计算,最后分析其计算结果,分析了涡轮增压器中的蜗壳受不同0-0截面A/R值对其性能的影响。结果显示:在涡轮增压器涡轮机中,蜗壳0-0截面的A/R值对蜗壳性能影响较大... 为了提升涡轮机性能,建立其计算模型,划分计算网格模型,并在仿真软件中进行计算,最后分析其计算结果,分析了涡轮增压器中的蜗壳受不同0-0截面A/R值对其性能的影响。结果显示:在涡轮增压器涡轮机中,蜗壳0-0截面的A/R值对蜗壳性能影响较大。A/R值较大的涡轮机蜗壳内部流动损失较小,但叶轮入口处气流不稳定加剧,导致涡轮峰值效率降低。NO.1蜗壳的峰值效率较其他2个方案更高,最后选择其作为效率提升优化方案的蜗壳。 展开更多
关键词 涡轮增压器 蜗壳 A/R值
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倾斜叶片前缘对涡轮强迫振动的影响研究
16
作者 黄智 马朝臣 《车用发动机》 北大核心 2023年第3期22-27,34,共7页
针对车用增压器径流涡轮在运行过程中容易出现高周疲劳失效的问题,使用流固耦合法对比分析不同叶轮前缘倾角的涡轮内部流场和强迫振动。结果表明,叶片前缘倾斜与导叶尾缘形成一定夹角可以减轻转-静子干涉效应。前缘倾斜叶轮在靠近叶片... 针对车用增压器径流涡轮在运行过程中容易出现高周疲劳失效的问题,使用流固耦合法对比分析不同叶轮前缘倾角的涡轮内部流场和强迫振动。结果表明,叶片前缘倾斜与导叶尾缘形成一定夹角可以减轻转-静子干涉效应。前缘倾斜叶轮在靠近叶片压力面的通道涡比前缘垂直模型的更强,导致涡轮的效率下降。叶片垂直设计在整个叶高范围同时与导叶的尾迹发生切割,增加了气动激励的大小,而叶片前缘倾斜可以减轻尾迹干涉的程度。另外,倾斜叶片前缘设计的吸力面侧压力比垂直叶片前缘的更小,导叶的势场对垂直前缘叶轮叶片的干涉作用更为强烈。综合考虑倾角对效率和最大动应力的影响,得到了合理的倾角设计,叶轮在一阶、二阶谐波压力下最大动应力均有较大程度降低。 展开更多
关键词 车用增压器 径流涡轮 叶片 强迫振动
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车用涡轮增压器径流涡轮的背盘冷却技术研究 被引量：4
17
作者 马超 李延昭 +1 位作者 张健健 朱光前 《车用发动机》 北大核心 2020年第5期28-35,共8页
随着车用柴油机排放法规和功率密度的不断提升,增压器转速及涡前温度不断提高,涡轮轮背发生热-机械疲劳失效的风险大幅增加。为了提高涡轮背盘可靠性,提出了一种径流涡轮背盘冷却技术,利用流固耦合的数值仿真方法研究了从中冷器后引入... 随着车用柴油机排放法规和功率密度的不断提升,增压器转速及涡前温度不断提高,涡轮轮背发生热-机械疲劳失效的风险大幅增加。为了提高涡轮背盘可靠性,提出了一种径流涡轮背盘冷却技术,利用流固耦合的数值仿真方法研究了从中冷器后引入冷却空气,对背盘热应力的改善以及对涡轮机整机性能的影响。结果表明:当消耗1.0%,2.0%和3.0%的相对冷却流量时,背盘热应力分别比无冷却时降低31 MPa,108 MPa和132 MPa,综合应力分别降低3.8%,13.1%和16.0%。背盘冷却对涡轮机性能的影响较小,当相对冷却流量消耗3.0%以内时,冷却对膨胀比的影响可以忽略,热效率的降低不超过1.0%。 展开更多
关键词 柴油机 涡轮增压器 径流涡轮 背盘冷却 热应力
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增压器涡轮叶片振动分析及其可靠性评价方法研究 被引量：4
18
作者 王正 王增全 +3 位作者 郭凯 门日秀 王良 武广红 《车用发动机》 北大核心 2012年第4期63-67,共5页
针对增压器涡轮叶片振动失效模式,研究了涡轮叶片振动分析与可靠性评价方法。结合某增压器涡轮,利用共振线图建立了涡轮叶片振动失效判据。考虑涡轮叶片振动固有频率分散性与涡轮工作转速随机性的影响,建立了能够体现叶片振动固有频率... 针对增压器涡轮叶片振动失效模式,研究了涡轮叶片振动分析与可靠性评价方法。结合某增压器涡轮,利用共振线图建立了涡轮叶片振动失效判据。考虑涡轮叶片振动固有频率分散性与涡轮工作转速随机性的影响,建立了能够体现叶片振动固有频率、工作转速、叶片数、寿命指标、最小谐振阶数等参数的涡轮叶片振动可靠度与失效率计算模型,研究了涡轮叶片振动可靠度与失效率的变化规律,给出了涡轮叶片振动可靠寿命确定方法。运用所建立的方法及模型,能够科学地计算出增压器涡轮叶片振动的可靠度与失效率变化规律以及可靠寿命。 展开更多
关键词 增压器 涡轮 叶片振动 可靠性 可靠寿命
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车用增压器涡轮的振动特性分析及试验验证 被引量：4
19
作者 郭凯 李颂 +2 位作者 高晓杰 武广红 陈凌云 《车用发动机》 北大核心 2012年第6期65-68,共4页
对增压器涡轮的振动特性进行了理论分析,建立了涡轮有限元模型,对涡轮的振动特性进行了有限元计算,得到了涡轮的振动固有频率和模态。对涡轮进行了模态试验,测得了涡轮的振动固有频率和模态,并与有限元计算结果进行了对比,证明有限元计... 对增压器涡轮的振动特性进行了理论分析,建立了涡轮有限元模型,对涡轮的振动特性进行了有限元计算,得到了涡轮的振动固有频率和模态。对涡轮进行了模态试验,测得了涡轮的振动固有频率和模态,并与有限元计算结果进行了对比,证明有限元计算结果误差很小。最后,根据涡轮叶片振动简化模型,提出了提高涡轮叶片固有频率的改进措施。 展开更多
关键词 涡轮增压器 涡轮 有限元法 振动特性
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耦合进排气壳的增压器涡轮流动干扰及激振力弱化研究 被引量：3
20
作者 陶春德 王滨 +2 位作者 霍东晨 高杰 郑群 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期451-462,共12页
为探究船用增压器涡轮在耦合进排气壳条件下的流动特性,采用SST湍流模型和FFT方法对某增压器轴流涡轮与进排气壳耦合的流场进行非定常数值模拟,重点分析排气壳非对称流场对涡轮动叶片压力的干扰特性和扰动来源,在此基础上提出基于导叶... 为探究船用增压器涡轮在耦合进排气壳条件下的流动特性,采用SST湍流模型和FFT方法对某增压器轴流涡轮与进排气壳耦合的流场进行非定常数值模拟,重点分析排气壳非对称流场对涡轮动叶片压力的干扰特性和扰动来源,在此基础上提出基于导叶非对称布局的激振力弱化改型方案并进行了验证。结果表明:进气壳影响静叶前缘静压沿周向的分布,排气壳流场导致的非对称背压会给动叶表面造成低频的压力波动,约为3.6%的转子通过频率,在尾缘吸力面处该低频波动幅值大于动静叶排干涉导致的高频波动幅值;排气壳内部复杂的分离流动和涡系结构是产生上述流动干扰的主要原因。4种非对称布局方案都能在几乎不影响涡轮性能的前提下分散并弱化高频波动幅值;其中Case 2尾缘高频幅值减小了98.6%,低频幅值减小了52.6%,而且涡轮效率还有略微提高,为最优布局。 展开更多
关键词 增压器涡轮 进排气壳 非定常流动 耦合研究 激振力弱化
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