离心式压气机内部流场的数值模拟与试验研究

发布时间：2020-05-16 14:33

【摘要】：本文旨在研究适合工程应用、快速准确地预测离心式压气机的内部流场。以压气机样机的流场分析和叶轮的优化调整作为主要研究对象,运用新颖的现代设计方法,对车用增压器离心式压气机进行了理论分析、数值模拟和试验方面的研究。 首先在对各种预测压气机性能的模型分析后,以离心式径流风机为基础设计出离心式压气机,确定车用增压器压气机蜗壳和叶轮大致尺寸参数,在计算模拟分析的基础上,建立了压气机的三维模型。其次,为了预测蜗壳形状、叶轮形态与数量分布及叶轮转速等因素对总体性能的影响以及对流场的作用,对离心压气机整体进行了数值模拟,同时分析了离心式压气机的性能及其内部流动情况,为叶轮的优化设计提供依据。再次,以前述工作为基础,对叶轮进行了网格质量分析、共振模态分析,并对叶轮的尺寸进一步优化。 然后,综合运用了曲线型截面叶片造型方法、现代CAD技术和有限元法的叶轮叶片模态分析、SLS激光快速成型等新技术进行压气机的研究。基于新的设计方法,对所设计的离心压气机进行了大量的数值计算,着重分析了改变叶片数目,大小叶片结构等对压气机离心叶轮出口流量、压力和压气机效率等总体性能的影响,分析了大小叶片结构与全大叶片结构的差别。 最后通过SLS激光快速成型试制了压气机样机模型,并对其样机模型进行了相关数据的测试采集,用试验手段进一步验证数值模拟的可靠性,为以后的离心式压气机设计工作提供重要的指导意义和工程价值。
【图文】：

离心式压气机建模与内部流场的介绍司为达索系统(DassaultSystemess.A)下的子公司，使技术、先进的parasolid内核以及良好的与第三方软fficeProfessional是一套强大的核心辅助工具，涵盖了同产品商务以及工程资讯和实施服务等各方面，，成了设计验证和优化系统，提供了多学科解决方案来学性能分析，在机械设计方面的使用主要侧重于前面性，使得COSMOS可以直接运用Solid认陌rks模型进品设计者在产品设计阶段就能进行产品验证和优化，

由所有的3D草图作为轮廓创建放样曲面，此曲面即为前盖板的下曲面。须选下曲面加厚生成前盖板(插入*凸台/基体*加厚);(5)将一系列实体组合完成叶轮模型的造型(插入一特征一组合)，如图3一2，由于所采用的叶轮具有不同数量的叶片，应用配置管理器中添加配置并对叶片的阵列特征作不同配置，就可以得到不同数量叶片的叶轮。对于其它各种形式叶片的叶轮造型不再赘述。图3一2叶轮模型3.2.2压气机蜗壳与整体装配压气机蜗壳共由进气室、蜗壳上盖、下盖和排气室(无叶扩压器)等四个零件，建模采用自顶而下的方式进行，首先完成整体蜗壳，其次在整体蜗壳上进行拆分成四个零件组成的装配体由各部分进行。拉伸特征作为基础特征，涡状线草图的为在分析过程中方便压气机内流场的分析，使用整体蜗壳的数据模型，在压气机蜗壳建模完成后利用型腔生成内部空腔
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH452

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本文编号：2666880