结构参数对增压器压气机气动噪声影响特性研究

发布时间：2017-10-21 20:38

  本文关键词：结构参数对增压器压气机气动噪声影响特性研究

  更多相关文章： 涡轮增压器 压气机 流场 大涡模拟 宽频噪声 通过噪声

【摘要】：现代涡轮增压技术能极大提高发动机的整体性能,已成为发动机技术不可或缺的一部分。有研究表明,装载有增压器的发动机相比于自然吸气式发动机噪声更为明显。作为涡轮增压器核心部件,压气机的气动噪声决定了涡轮增压器总噪声级。因此,关于压气机气动噪声的产生机理分析和研究,对涡轮增压器的降噪和改善汽车NVH性能以及乘坐舒适性具有重要的实际意义。本课题以湖南省科技重大专项(2014FJ1013)为依托,以某乘用车发动机搭载的小型涡轮增压器压气机为研究对象,基于湍流数值模拟和声比拟方法,研究压气机的叶片数和叶尖间隙对压气机流场及噪声的影响,论文的主要研究工作和创新之处如下:(1)建立了涡轮增压器压气机数值模拟模型,以稳态计算结果为基础,分析了压气机流场和宽频噪声,研究结果表明:压气机叶片部分,压力分布梯度均匀,叶片流道设计合理;叶尖处没有压力突变,叶尖间隙较小;整个压气机没有明显的回流现象,压气机设计合理;在压气机的蜗壳及扩压器上的声功率分布整体上比叶轮区域低,声源主要分布在叶轮出口处;(2)在压气机稳态计算结果的基础上,对压气机流场进行了瞬态大涡模拟计算,开启FW-H方程的声类比噪声模型计算压气机叶片通过噪声,分析了压气机进口通过噪声的频谱图;(3)研究分析压气机在相同转速下,不同叶尖间隙和叶片数对压气机流量、流场、宽频噪声和通过噪声的影响。
【关键词】：涡轮增压器 压气机 流场 大涡模拟 宽频噪声 通过噪声
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U464.135
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 本文研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状和发展趋势10-15
• 1.2.1 增压器技术发展概况10-11
• 1.2.2 增压器分类及其结构11-12
• 1.2.3 增压器压气机流场特性研究概况12-13
• 1.2.4 增压器压气机气动噪声特性研究概况13-15
• 1.3 主要研究内容15-17
• 第2章 压气机数值模拟基本理论17-29
• 2.1 计算流体力学基本理论17-24
• 2.1.1 流体控制方程17-18
• 2.1.2 湍流模型和壁面函数18-23
• 2.1.3 壁面函数23
• 2.1.4 边界条件和初始条件设定23-24
• 2.2 声学基本理论24-28
• 2.2.1 气动声源分类25-26
• 2.2.2 噪声分析方法26-28
• 2.3 本章小结28-29
• 第3章 压气机流场与噪声计算分析29-41
• 3.1 数值模拟前处理29-31
• 3.1.1 压气机的工作原理29-30
• 3.1.2 压气机几何模型30
• 3.1.3 压气机流道30-31
• 3.2 压气机流道有限元模型31-32
• 3.3 CFD软件Fluent简介32-33
• 3.4 Fluent相关参数设定33
• 3.5 压气机流场分析33-36
• 3.5.1 压气机整体流场分析33-34
• 3.5.2 转子区域流场分析34-36
• 3.6 压气机气动噪声分类36
• 3.6.1 叶片通过噪声36
• 3.6.2 涡流噪声36
• 3.7 压气机宽频噪声预测分析36-37
• 3.8 压气机通过噪声预测与实验验证37-40
• 3.8.1 压气机通过噪声预测分析37-39
• 3.8.2 压气机离散噪声实验验证39-40
• 3.9 本章小结40-41
• 第4章 叶尖间隙对压气机流场及声场的影响41-48
• 4.1 叶尖间隙对压气机流动特性的影响41-45
• 4.1.1 压气机叶尖间隙与流量的关系41-42
• 4.1.2 叶尖间隙与压气机压力场的关系42-43
• 4.1.3 叶尖间隙与压气机速度场的关系43-45
• 4.2 叶尖间隙对压气机噪声特性的影响45-47
• 4.2.1 叶尖间隙与压气机宽频噪声的关系45-46
• 4.2.2 叶尖间隙与压气机通过噪声的关系46-47
• 4.3 本章小结47-48
• 第5章 叶片数对压气机流场和噪声的影响48-55
• 5.1 叶片数对压气机流动特性的影响48-51
• 5.1.1 叶片数与压气机流量的关系48-49
• 5.1.2 叶片数与压气机压力场的关系49-50
• 5.1.3 叶片数与压气机速度场的关系50-51
• 5.2 叶片数对压气机噪声特性的影响51-54
• 5.2.1 叶片数与压气机宽频噪声的关系51-52
• 5.2.2 叶片数与压气机通过噪声的关系52-54
• 5.3 本章小结54-55
• 结论与展望55-57
• 参考文献57-61
• 附录A 攻读学位期间发表的论文61-62
• 致谢62

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘波,王强;不同分流比下风扇/压气机组合体性能预估研究[J];西北工业大学学报;2001年03期

2 王华青,陈矛章;高负荷高通流跨音压气机的研制和应用[J];航空动力学报;2003年02期

3 陈懋章;刘宝杰;;中国压气机基础研究及工程研制的一些进展[J];航空发动机;2007年01期

4 汪伟;何立明;于锦禄;;压气机虚拟试验仿真平台设计与实现[J];空军工程大学学报(自然科学版);2007年03期

5 刘滨春;;压气机级间引气对压气机性能影响的研究[J];中国科技信息;2008年16期

6 刘波;陈云永;项效昒;侯为民;;对转压气机数值模拟及实验研究[J];推进技术;2008年04期

7 陶立权;孙鹏;杨坤;;风扇/压气机进口畸变问题数值研究进展[J];中国民航大学学报;2010年02期

8 陈云永;刘波;谢彦文;;对转压气机特性影响因素分析研究[J];工程热物理学报;2010年07期

9 李冬;李本威;杨欣毅;邓斌;;压气机性能衰退和清洗恢复仿真研究[J];计算机仿真;2010年09期

10 苗厚武,蔡晓钟,高金满;端削技术在跨音速压气机上的应用[J];燃气涡轮试验与研究;1996年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 浦鹏;孙涛;李冬;;压气机性能影响因素研究[A];中国航空学会第七届动力年会论文摘要集[C];2010年

2 沈腾;;无线数据传输技术在压气机测试中的应用研究[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年

3 李建君;顾春伟;;压气机1．5跨音级内部流动分析[A];中国动力工程学会透平专业委员会2007年学术研讨会论文集[C];2007年

4 张健新;武卉;高飞龙;;某压气机试验器旁路退喘系统结构设计及应用[A];第十五届中国科协年会第13分会场：航空发动机设计、制造与应用技术研讨会论文集[C];2013年

5 朱理;;三次样条插值函数算法在压气机性能试验中的应用[A];中国航空学会第七届动力年会论文摘要集[C];2010年

6 朱理;;三次样条插值函数算法在压气机性能试验中的应用[A];2010航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2010年

7 郭明;周盛;吴介之;;基于局部动力学的内流(风扇/压气机)气动诊断方法初探[A];2003空气动力学前沿研究论文集[C];2003年

8 赵连会;何磊;徐强;崔耀欣;虎煜;;某型多级轴流压气机三维CFD流场分析及气动优化[A];中国动力工程学会透平专业委员会2011年学术研讨会论文集[C];2011年

9 符娆;雷勇;;基于HHT的压气机气动失稳检测技术研究[A];2010航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2010年

10 孙明霞;梁春华;;提高轴流压气机稳定性的技术措施[A];中国航空学会第七届动力年会论文摘要集[C];2010年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 高山　张若萌;激扬动力[N];中国航空报;2011年

2 中航工业燃气涡轮研究院 曹志鹏;未来高负荷风扇/压气机局部流动控制技术[N];中国航空报;2012年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 马宁;高速压气机低速模化相似准则及轴向缝机匣处理流动机理研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2016年

2 高坤华;基于混沌理论的压气机失速预测及分析[D];西北工业大学;2007年

3 赵勇;风扇/压气机非设计点性能计算和进气畸变影响预测方法研究[D];南京航空航天大学;2008年

4 羌晓青;低反动度附面层抽吸式压气机流动控制及设计方法研究[D];哈尔滨工业大学;2009年

5 高海洋;畸变条件下端区流动对压气机稳定性影响的机理研究[D];大连海事大学;2014年

6 罗钜;高性能风扇/压气机三维叶片气动设计与实验研究[D];南京航空航天大学;2013年

7 张环;旋转总压畸变对压气机稳定性影响的研究[D];南京航空航天大学;2009年

8 龙艳丽;高负荷氦气压气机气动设计及性能研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

9 李亮;叶尖射流对压气机稳定性影响研究[D];南京航空航天大学;2013年

10 屠宝锋;风扇/压气机动态失速过程和多尺度非定常气动稳定性研究[D];南京航空航天大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 刘军;跨声速压气机应用弯曲叶片的数值研究[D];大连海事大学;2016年

2 薛嘉麒;组合抽吸对旋转冲压压缩转子性能的影响[D];大连海事大学;2016年

3 芦建斌;叶轮设计对车用涡轮增压器压气机的效率及噪声影响的研究[D];浙江大学;2016年

4 杨晓琴;离心压气机减缓喘振及降噪效果的研究[D];中北大学;2016年

5 郭静文;1.5级轴流跨音压气机气动特性的实验和数值计算研究[D];清华大学;2015年

6 冯福金;组合式压气机通流特性预测程序设计[D];北京理工大学;2016年

7 陈旭斌;基于数值模拟的涡轮增压器压气机进气结构设计[D];福州大学;2014年

8 张燕海;转静子交界面处理方法和湍流模型对压气机数值计算影响研究[D];南昌航空大学;2016年

9 崔文琦;低反力度超音速压气机静子叶型及流动控制研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

10 朱咸磊;结构参数对增压器压气机气动噪声影响特性研究[D];湖南大学;2016年

，

本文编号：1075170