车用可变涡轮增压器涡轮流场CFD分析--《昆明理工大学》2012年硕士论文
车用可变涡轮增压器涡轮流场CFD分析
【摘要】：随着发动机排放要求的不断严格与能源的不断匮乏,节能和减排已经成为当今发动机发展的最大机遇和挑战。为了提高和改进发动机的动力性、经济性和排放性,涡轮增压发动机已成为现代发动机的一个基本机型。在涡轮增压发动机中,涡轮增压器性能对发动机性能有重要的影响,而涡轮效率又决定着涡轮增压器的效率。虽然,增压发动机改善了自然吸气发动机的综合性能,但是,普通涡轮增压发动机存在低速扭矩不足、加速响应滞后、低油耗运行区窄等缺陷,尤其是普通涡轮增压汽油机会出现爆震现象。因此,比普通涡轮增压器更具优越性的可变喷嘴涡轮增压器成为发动机研究者热衷的研究课题。
论文中以某款可变喷嘴增压器(VNT)的涡轮为研究对象,应用UG三维绘图软件提取出涡轮内部流场三维模型。通过计算流体力学(CFD)数值计算方法对涡轮内部三维稳态流场进行模拟计算,以研究涡轮内流场的运动情况和变化规律。通过比较模拟计算数据与涡轮增压器台架试验数据验证涡轮内流场数值计算的可行性。
研究结果表明：涡轮蜗壳设计合理,蜗壳内流动损失小,没有出现回流、旋流和突扩等不良现象。蜗壳中流场的温度、压力和流速的分布规律和变化情况满足气体动力学原理,并且蜗壳内气体的流动轨迹近似于对数螺旋线。在喷嘴环区域,叶片间气体的流动特性能够满足渐缩形喷管的流动规律,沿着气体流动方向,压力和温度是逐渐降低的、速度是逐渐升高的。但是,在喷嘴环大开度时,喷嘴环叶片的头部型线需要结合涡轮所有工况进行优化,减小叶片头部的迎风阻挡面积,降低叶片头部的碰撞损失。最后通过不同喷嘴环开度流场的对比分析,得到了可变喷嘴涡轮增压器的工作特点,通过改变喷嘴环开度控制进入叶轮的流体速度,从而控制增压器增压性能,满足发动机所有工况进气量需求。
【关键词】：
【学位授予单位】：昆明理工大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2012【分类号】：U464.13【目录】：
中文摘要3-4ABSTRACT4-9第一章 绪论9-17 1.1 前言9-11 1.2 国内外研究现状11-13
1.2.1 国外研究现状11-13
1.2.2 国内研究现状13 1.3 CFD在仿真计算中的应用及计算软件的简介13-14 1.4 研究的主要内容14-17第二章 叶轮机械流场数值计算方法17-27 2.1 气体流动控制方程17-19
2.1.1 质量守恒方程17
2.1.2 动量守恒方程17-18
2.1.3 能量守恒方程18
2.1.4 流体状态方程18-19 2.2 湍流模型19-22
2.2.1 湍流模型概述19-21
2.2.2 常用湍流模型介绍21-22 2.3 离散方法22-23 2.4 边界条件和初始条件23-24 2.5 网格生成技术24-26
2.5.1 结构网格25
2.5.2 非结构网格25-26
2.5.3 混合网格26 2.6 小结26-27第三章 可变喷嘴增压器的性能试验27-35 3.1 可变喷嘴涡轮增压器27-29 3.2 试验内容29-30 3.3 试验数据的计算30-31
3.3.1 静压、总压、静温、总温的换算31
3.3.2 相似转速的换算31
3.3.3 相似流量的换算31
3.3.4 涡轮膨胀比计算31 3.4 试验结果31-33 3.5 小结33-35第四章 涡轮流场的CFD模型建立35-43 4.1 几何模型35-36
4.1.1 涡轮模型35-36
4.1.2 流场模型36 4.2 网格模型36-38 4.3 数学模型38-40
4.3.1 FIRE模拟计算的基本方程38-39
4.3.2 计算模式的设定39
4.3.3 进出口边界和壁面边界39
4.3.4 初始条件39
4.3.5 松弛因子和差分格式39-40
4.3.6 收敛条件40 4.4 模型验证40-42
4.4.1 计算结果41
4.4.2 模型验证41-42 4.5 小结42-43第五章 涡轮流场的稳态CFD分析43-55 5.1 低流损场的要求43 5.2 喷嘴最小开度时流场的研究43-46
5.2.1 流场中压力分布图43-44
5.2.2 流场中温度分布图44-45
5.2.3 流场中的速度分布45-46 5.3 喷嘴最大开度时流场的研究46-50
5.3.1 流场中压力分布图47
5.3.2 流场中温度分布图47-48
5.3.3 流场中的速度分布48-50 5.4 不同喷嘴环开度流场分析50-54 5.5 小结54-55第六章 结论与展望55-57 6.1 结论55 6.2 展望55-57致谢57-59参考文献59-62附录A 攻读硕士学位期间参与项目及发表论文62-63 附录1 参与项目62 附录2 发表论文62-63附录B 攻读硕士学位期间所获奖励63
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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库
符丁元;[D];武汉理工大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库
张虹,马朝臣,乔念东,杨长茂;[J];北京理工大学学报;2001年04期
施新,马朝臣;[J];车用发动机;2003年02期
常婉帜;戴韧;邢卫东;张继忠;裴伟;;[J];车用发动机;2007年06期
杨世友,顾宏中,郭中朝;[J];柴油机;2001年04期
王企鲲,戴韧,陈康民;[J];工程热物理学报;2003年02期
刘红政,戴韧,陈康民;[J];工程热物理学报;2004年05期
邓清华;牛久芳;丰镇平;;[J];工程热物理学报;2006年03期
姚征,陈康民;[J];上海理工大学学报;2002年02期
张哲;马朝臣;邓康耀;;[J];内燃机学报;2006年06期
郭宫达;张扬军;郑新前;徐建中;诸葛伟林;;[J];清华大学学报(自然科学版);2008年11期
中国硕士学位论文全文数据库
吕伟;[D];中国农业大学;2003年
任在刚;[D];山东理工大学;2006年
李博;[D];山东大学;2006年
李丽丽;[D];大连理工大学;2008年
刘英;[D];大连理工大学;2007年
王浒;[D];天津大学;2008年
姚笛;[D];大连交通大学;2009年
林磊;[D];北京交通大学;2010年
钟利军;[D];西南交通大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库
黄向阳;周健;姜文超;刘轶;;[J];安全与环境学报;2010年03期
彭兴东;胡林;王文兴;赵红阳;房荣友;;[J];辽宁科技大学学报;2008年Z1期
朱大鑫;;[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);1993年02期
洪汉池;马朝臣;;[J];车辆与动力技术;2006年02期
张强;马朝臣;;[J];兵工学报;2010年11期
施新;李文祥;;[J];兵工学报;2011年04期
徐斌;魏玲;赵鹏;;[J];北京航空航天大学学报;2008年05期
陈妍,王洪铭;[J];北京航空航天大学学报;1998年01期
马向平;王书义;陈威;骆清国;;[J];北京科技大学学报;2007年02期
娄东明;冯俊小;刘向军;孙培梅;;[J];北京科技大学学报;2008年08期
中国重要会议论文全文数据库
于剑泽;孙营;杨宇;董华东;王东;张郧泉;;[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程（CAE）技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
张猛;余佳佳;廖庆喜;;[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
师占群;张浩;张顺心;宋亚萌;;[A];机械动力学理论及其应用[C];2011年
陈勇;;[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集（一）[C];2007年
张宝鑫;卫传凯;刘胜男;;[A];2011航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2010年
;[A];Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference（CCDC）[C];2011年
武岳;沈世钊;;[A];第十一届全国结构风工程学术会议论文集[C];2004年
袁侠义;周贤杰;;[A];“广汽部件杯”广东省汽车行业第六期学术论文集[C];2011年
钟刚云;吴其林;李军;;[A];中国动力工程学会透平专业委员会2010年学术研讨会论文集[C];2010年
于国锋;郝志龙;金心怡;;[A];2008茶学青年科学家论坛论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库
沈海龙;[D];哈尔滨工程大学;2009年
高晓阳;[D];甘肃农业大学;2010年
李德刚;[D];吉林大学;2011年
俞路;[D];大连理工大学;2011年
聂少锋;[D];长安大学;2009年
谢方伟;[D];中国矿业大学;2010年
王志强;[D];南京航空航天大学;2010年
黄橙;[D];上海交通大学;2011年
刘子亘;[D];中国舰船研究院;2011年
梅俊平;[D];河北工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库
张战锋;[D];华中农业大学;2010年
王珺;[D];山东科技大学;2010年
谷骁勇;[D];郑州大学;2010年
朱清;[D];哈尔滨工程大学;2010年
李琦;[D];哈尔滨工程大学;2010年
贺晓亮;[D];哈尔滨工程大学;2010年
崔广云;[D];大连理工大学;2010年
唐美玲;[D];辽宁工程技术大学;2009年
李士伟;[D];中国空气动力研究与发展中心;2010年
张国耕;[D];浙江大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库
张殿佐,马朝臣;[J];北京汽车;2005年03期
吴克启,黄坚;[J];工程热物理学报;2001年03期
修荣荣,徐明海,黄善波,陶文铨;[J];工程热物理学报;2004年02期
姚征,陈康民;[J];上海理工大学学报;2002年02期
,董素艳;[J];CAD/CAM与制造业信息化;2004年03期
林学东,袁兆成,刘巽俊;[J];农业机械学报;1999年01期
刘云岗;田永祥;王志明;李树生;;[J];山东大学学报(工学版);2005年06期
李勇,刘志友,安亦然;[J];水动力学研究与进展(A辑);2001年02期
中国博士学位论文全文数据库
刘云岗;[D];山东大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库
高井辉;[D];大连理工大学;2011年
张良;[D];山东轻工业学院;2011年
李博;[D];山东大学;2006年
李丽丽;[D];大连理工大学;2008年
钟利军;[D];西南交通大学;2010年
芦成英;[D];大连交通大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库
张小印,陆辰,刘云岗,陆家祥,邵莉;[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);1994年04期
郁秀峰,刘兴华,韩秀坤,程昌圻;[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);1995年02期
顾宏中;[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);1996年02期
柯玄龄,罗斌;[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);1996年02期
侯安平,熊劲松,周盛;[J];北京航空航天大学学报;2005年09期
杨策,胡辽平,马朝臣,老大中;[J];北京理工大学学报;2004年12期
张虹,马朝臣;[J];北京理工大学学报;2005年01期
安会民,刘美莲;[J];北京轻工业学院学报;2000年03期
王军秋,王延生,刘毅;[J];车用发动机;1995年03期
张然治,任继文,岳云;[J];车用发动机;1997年04期
中国硕士学位论文全文数据库
吕伟;[D];中国农业大学;2003年
牛志明;[D];吉林大学;2004年
孙剑涛;[D];吉林大学;2004年
杨（？）虓;[D];东北林业大学;2004年
肖蕾;[D];大连理工大学;2005年
刘飞;[D];华中科技大学;2005年
方立宏;[D];华中科技大学;2006年
张海雷;[D];清华大学;2008年
【相似文献】
中国期刊全文数据库
;[J];汽车与运动;2008年03期
Audi M;[J];汽车与运动;2008年04期
;[J];汽车知识;2009年07期
;[J];汽车生活;2010年01期
秦聪;;[J];中国汽车界;2010年Z2期
叶成;;[J];汽车知识;2011年02期
马聪;;[J];中国汽车市场;2011年17期
DSD W朱圣柳;;[J];国外内燃机车;1979年10期
高翔;[J];小型内燃机与摩托车;1980年01期
В.Ф.Кутенев
,曹铁民;[J];小型内燃机与摩托车;1983年01期
中国重要报纸全文数据库
魏冕;[N];中国机电日报;2002年
赵言;[N];国际商报;2009年
陆晓辉;[N];中国高新技术产业导报;2010年
张鹏;[N];中国消费者报;2011年
张蔚;[N];中国工业报;2009年
赵云;[N];华夏时报;2009年
赵云;[N];华夏时报;2010年
孙斌;[N];华夏时报;2009年
高薇;[N];华夏时报;2010年
沈强;[N];中国经济导报;2010年
中国硕士学位论文全文数据库
陈红;[D];北京交通大学;2008年
罗克川;[D];西南财经大学;2000年
张新;[D];昆明理工大学;2012年
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