动压气浮压气机气动设计与噪声仿真
发布时间：2021-01-30 00:43
压气机是飞机环控系统的重要组成部分,现代的飞机环控系统需要高质量的清洁空气来满足飞机环境内乘客及驾驶员的呼吸。传统的压气机通过油对轴承进行润滑,不可避免的会对排出空气造成污染。随着科技的进步,压气机需要新的特质来满足现代工业的生产要求。航天航空环境下压气机多为使用动压空气箔片轴承的动压气浮压气机。动压气浮压气机具有高压比、高转速、低噪声和排除空气无污染的特点。关于动压气浮压气机的设计和仿真,现有文献仅仅分析了叶轮的气动性能与叶轮气动噪声声压级频谱图。其中叶轮的整周期计算耗时大,而叶轮气动噪声声压级频谱图无法具体的展示出叶轮工作流域每个部分声压级的大小。本文对动压气浮压气机进行气动设计与单叶片周期性仿真计算,对动压气浮压气机进行三维结构设计,对散热系统进行了结构设计与温度场数值模拟。针对分流叶轮与直流叶轮的近场噪声机理进行数值模拟,对数值模拟所得结果进行分析,对气动噪声仿真计算结果进行了简单的实验验证。本文阐述了国内外有关离心压气机气动设计、动压气浮压气机三维造型、叶轮气动计算和噪声仿真的相关研究现状。根据已有参数以及工况,采用CFturbo对叶轮进行三维造型,设计分流叶片与直流叶片两种...
【文章来源】：北京石油化工学院北京市
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 动压气浮压气机研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 动压气浮压气机关键技术进展
1.3.1 动压气浮压气机结构设计
1.3.2 叶轮气动设计与仿真
1.3.3 叶轮气动噪声仿真与控制
1.4 本文的主要内容及研究路线
第二章 气动设计与数值模拟理论
2.1 离心压气机概述
2.1.1 离心压气机工作过程
2.1.2 三元流动设计理论
2.2 数值模拟理论
2.2.1 CFD简介
2.2.2 基本控制方程
2.2.3 湍流模型
2.2.4 计算网格
2.3 气动噪声模拟理论
2.3.1 CFD简介
2.3.2 FWH控制方程
2.3.3 湍流模型
2.3.4 计算网格
2.4 本章小结
第三章 叶轮气动设计与仿真
3.1 离心压气机叶型设计
3.1.1 离心压气机设计参数选择
3.1.2 离心压气机一维设计主要参数选取
3.1.3 离心压气机一维热力计算结果
3.1.4 离心压气机叶轮三维造型
3.2 离心压气机叶轮内部流场分析
3.2.1 离心压气机单叶片周期性计算校核
3.2.2 离心压气机子午流道分析
3.2.3 离心压气机B2B面流场分析
3.3 叶轮几何参数对离心压气机影响的研究
3.3.1 进口叶片角对叶轮性能的影响
3.3.2 出口宽度对叶轮性能的影响
3.3.3 转速对叶轮性能的影响
3.4 本章小结
第四章 动压气浮压气机结构设计
4.1 动压气浮压气机整机结构
4.2 动压气浮压气机各零件设计
4.2.1 动压气浮压气机盘盖与主轴设计
4.2.2 动压气浮压气机永磁无刷电机结构设计
4.2.3 空气箔片轴承结构
4.2.4 动压气浮压气机转子结构设计
4.3 动压气浮压气机装配流程
4.4 永磁无刷电机几何参数设计
4.5 永磁无刷电机冷却系统设计
4.5.1 永磁无刷电机温度场计算方法
4.5.2 永磁无刷电机水冷系统设计
4.5.3 永磁无刷电机温度场仿真计算
4.6 本章小节
第五章 叶轮气动噪声仿真与控制
5.1 叶轮气动噪声网格模型与计算方法介绍
5.2 宽频带噪声数值仿真
5.3 Realizable K- e噪声仿真计算
5.4 叶轮气动噪声试验验证
5.4.1 叶轮噪声试验仪器介绍
5.4.2 叶轮气动噪声试验验证
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 课题研究展望
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者及导师简介
专业学位硕士研究生学位论文答辩委员会决议书??
本文编号：3007907
【文章来源】：北京石油化工学院北京市
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 动压气浮压气机研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 动压气浮压气机关键技术进展
1.3.1 动压气浮压气机结构设计
1.3.2 叶轮气动设计与仿真
1.3.3 叶轮气动噪声仿真与控制
1.4 本文的主要内容及研究路线
第二章 气动设计与数值模拟理论
2.1 离心压气机概述
2.1.1 离心压气机工作过程
2.1.2 三元流动设计理论
2.2 数值模拟理论
2.2.1 CFD简介
2.2.2 基本控制方程
2.2.3 湍流模型
2.2.4 计算网格
2.3 气动噪声模拟理论
2.3.1 CFD简介
2.3.2 FWH控制方程
2.3.3 湍流模型
2.3.4 计算网格
2.4 本章小结
第三章 叶轮气动设计与仿真
3.1 离心压气机叶型设计
3.1.1 离心压气机设计参数选择
3.1.2 离心压气机一维设计主要参数选取
3.1.3 离心压气机一维热力计算结果
3.1.4 离心压气机叶轮三维造型
3.2 离心压气机叶轮内部流场分析
3.2.1 离心压气机单叶片周期性计算校核
3.2.2 离心压气机子午流道分析
3.2.3 离心压气机B2B面流场分析
3.3 叶轮几何参数对离心压气机影响的研究
3.3.1 进口叶片角对叶轮性能的影响
3.3.2 出口宽度对叶轮性能的影响
3.3.3 转速对叶轮性能的影响
3.4 本章小结
第四章 动压气浮压气机结构设计
4.1 动压气浮压气机整机结构
4.2 动压气浮压气机各零件设计
4.2.1 动压气浮压气机盘盖与主轴设计
4.2.2 动压气浮压气机永磁无刷电机结构设计
4.2.3 空气箔片轴承结构
4.2.4 动压气浮压气机转子结构设计
4.3 动压气浮压气机装配流程
4.4 永磁无刷电机几何参数设计
4.5 永磁无刷电机冷却系统设计
4.5.1 永磁无刷电机温度场计算方法
4.5.2 永磁无刷电机水冷系统设计
4.5.3 永磁无刷电机温度场仿真计算
4.6 本章小节
第五章 叶轮气动噪声仿真与控制
5.1 叶轮气动噪声网格模型与计算方法介绍
5.2 宽频带噪声数值仿真
5.3 Realizable K- e噪声仿真计算
5.4 叶轮气动噪声试验验证
5.4.1 叶轮噪声试验仪器介绍
5.4.2 叶轮气动噪声试验验证
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 课题研究展望
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者及导师简介
专业学位硕士研究生学位论文答辩委员会决议书??
本文编号：3007907
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/3007907.html
