基于FLUENT的渦輪增壓器流場(chǎng)分析與優(yōu)化.pdf

1、大量研究表明，渦輪增壓器渦輪機(jī)內(nèi)部的壓力、速度、溫度分布對(duì)渦輪增壓器的性能和效率有重要的影響。合理的設(shè)計(jì)蝸殼及葉輪，能夠使蝸殼出口的氣流均勻分布，減少流動(dòng)損失，同時(shí)能減少氣流進(jìn)入葉輪時(shí)的沖擊，防止產(chǎn)生回流、旋流、突擴(kuò)等現(xiàn)象的產(chǎn)生，從而有效提高渦輪增壓器的效率。由于渦輪增壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用實(shí)驗(yàn)方法研究其內(nèi)部流場(chǎng)需要耗費(fèi)大量的人力和時(shí)間，因此本文采用CFD方法對(duì)渦輪增壓器內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行仿真，并對(duì)其壓力、速度、溫度進(jìn)行可視化輸出。
　

2、　 本文在分析了國(guó)內(nèi)外對(duì)渦輪增壓器流場(chǎng)研究的基礎(chǔ)上，研究了計(jì)算模擬軟件和相關(guān)的數(shù)學(xué)模型，分析時(shí)分別考慮了蝸殼和葉輪的相互作用以及非均勻氣流對(duì)增壓器流場(chǎng)和性能造成的影響。首先利用三維繪圖軟件CATIA建立了包含排氣歧管、蝸殼、葉輪的三維流場(chǎng)分析模型。在GAMBIT中劃分網(wǎng)格后導(dǎo)入FLUENT中給邊界賦值，進(jìn)行渦輪增壓器三維穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬，研究四管分別進(jìn)氣時(shí)渦輪增壓器的壓力、速度、溫度分布情況。然后通過(guò)編寫UDF，控制排氣歧管四個(gè)入口按照發(fā)

3、動(dòng)機(jī)的實(shí)際排氣順序分別進(jìn)氣，完成渦輪增壓器瞬態(tài)數(shù)值模擬。通過(guò)穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)的對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)采用兩種模擬方法時(shí)渦輪端壓力、速度和溫度分布基本呈現(xiàn)出相同的趨勢(shì):蝸殼內(nèi)流動(dòng)符合漸縮形噴管的流動(dòng)情況，靠近壁面處由于流體粘性力作用壓力較大，從蝸殼近壁面到蝸殼出口壓力逐漸降低，氣體流速逐漸升高;蝸殼出口周向壓力分布基本一致，基本呈現(xiàn)均勻降低趨勢(shì)。
　　 在此基礎(chǔ)上，改變渦輪增壓器渦輪葉片個(gè)數(shù)、葉片厚度、葉輪進(jìn)口直徑、葉輪出口直徑，分別進(jìn)行相應(yīng)的