基于流固耦合理論的渦輪增壓器渦輪箱有限元分析.pdf

1、隨著渦輪增壓技術(shù)的發(fā)展，渦輪增壓器各零部件的工作環(huán)境越來越惡劣，渦輪箱等零部件的熱負(fù)荷也逐漸增大，而渦輪箱的熱應(yīng)力很大程度上決定了渦輪增壓器的可靠性。長期以來，國內(nèi)外渦輪增壓器的研究多集中在渦輪葉片以及軸承體上，對渦輪箱溫度場和熱疲勞的研究不夠深入。本文基于渦輪增壓器渦輪箱傳熱機(jī)理，提出了應(yīng)用流固耦合方法對渦輪箱進(jìn)行數(shù)值模擬，并進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，論文的研究工作及創(chuàng)新之處如下:
　　(1)基于渦輪箱內(nèi)高溫廢氣的流動與傳熱、渦輪箱機(jī)體熱傳

2、導(dǎo)及流固耦合邊界面的共軛傳熱的原理，首次提出對渦輪箱建立流固耦合數(shù)學(xué)模型，并通過采用順序耦合法的求解策略、串行耦合的方法進(jìn)行數(shù)值計算;
　　(2)運(yùn)用流體軟件STAR-CCM+及有限元軟件ABAQUS，對渦輪增壓器渦輪箱進(jìn)行耦合計算，得出穩(wěn)態(tài)工況下渦輪箱溫度場分布的仿真結(jié)果，并進(jìn)一步分析得到熱應(yīng)力場分布;
　　(3)根據(jù)渦輪增壓器試驗(yàn)原理，確定了試驗(yàn)臺架的總體布置和渦輪箱溫度試驗(yàn)方案，通過試驗(yàn)驗(yàn)證渦輪箱流固耦合數(shù)值模擬計算結(jié)