VGT涡轮增压器涡轮级性能仿真预测研究

采用Fine/Turbo软件对某可变截面涡轮增压器涡轮级进行数值模拟及流场分析。介绍了VGT涡轮增压器涡轮级建模及分析过程,研究了VGT涡轮增压器涡轮端MAP图性能仿真方法,并与涡轮机性能试验数据进行了对比。结果表明,采用VGT数值模拟和流场分析的方法对VGT增压器性能进行预测是可行的,可以满足增压器多方案性能优化选型需求。     

涡轮增压器压气机级性能仿真预测研究

采用Fine/Turbo软件对H145涡轮增压器压气机级进行数值模拟及流场分析。介绍了涡轮增压器压气机级建模及分析过程,分析了不同模拟方法对最终模拟结果的影响。结果表明,采用CFD数值模拟和流场分析的方法对压气机级性能进行预测是可行的,可以满足增压器多方案性能优化选型需求。     

车用涡轮增压器蜗壳内三维流场模拟分析

建立了盖瑞特TB25型涡轮增压器蜗壳内部流道几何模型,并使用三维CFD软件AVL Fire对此模型的可压缩、粘性三维流场进行了数值模拟。分析表明,在进气蜗壳的拐角处速度有明显的降低,且局部产生旋涡。对此处进行了修改,并重新分析了涡轮内部的流动情况。结果是,该处的速度等值线分布均匀,没有出现速度明显降低的情况,且较之修改前总-静效率提高了0.12%。     

涡轮增压器轴向力稳态数值模拟及优化

采用Numeca数值分析软件建立了某增压器涡轮机及压气机端流场网格模型,并计算出发动机不同转速下涡轮增压器的涡轮端及压气机端的稳态轴向力分布,分析得出由涡轮端指向压气机端方向的轴向力值较大,而由压气机端指向涡轮端方向的轴向力值较小。对压气机叶轮流场进行了分析,发现压气机叶轮背部间隙内的静压分布与轴向力大小紧密相关;研究了叶轮叶顶间隙对轴向力的影响,发现叶轮轴向间隙对轴向力的影响比径向间隙大,但效率损失亦较大。在保证涡轮机效率不降低的原则下,对涡轮箱流道截面进行了改进,轴向力在发动机高转速下降低约8N。     

车用可变几何涡轮增压器喷嘴环叶片初步研究

对应用气动型与对称型喷嘴环叶片的车用可变几何涡轮增压器进行了研究。分别建立了两种喷嘴环三维模型,应用NUMECA软件对配置两种喷嘴环的涡轮进行了流场计算与分析。设计、加工了气动型叶片喷嘴环组件,分别将两种喷嘴环组件装配在同一台增压器上,进行了增压器涡轮性能对比试验。结果表明,气动型喷嘴环涡轮具有更宽广的流量范围,且效率更高。     

柴油机涡轮增压器叶轮优化设计

以某废气涡轮增压柴油机为研究对象,以提高发动机性能为目标,使用CFD方法对其涡轮增压器的叶轮进行优化设计。通过分析叶轮内部流场,将叶轮叶片的叶型进行了改进设计,叶轮内部流场得到了优化。通过CFD计算得到了优化后的压气机MAP图,并将优化设计后的增压器安装到柴油机上进行了试验研究。结果表明,根据CFD计算结果对压气机叶轮结构进行优化设计具有可行性,优化设计的压气机能够在全转速范围内降低发动机燃油消耗率。     

涡轮增压器蜗壳喷嘴出口速度分布的数值模拟

以k—ε双方程模型模拟车用柴油机涡轮蜗壳内的气体流动情况 ,以心形线拟合蜗壳的通流截面 ,和SIMPLEST算法对蜗壳喷嘴出口气流角和速度的分布情况进行了三维数值计算 ,并将计算结果与实测流场进行了比较 ,两者分布规律吻合较好     

非对称双流道涡轮增压发动机的数值模拟

利用GT-SUITE软件建立了双流道涡轮的物理模型,结合试验数据验证了模型的计算精度。基于该模型对非对称双流道涡轮增压器的性能、匹配方法和非稳态特性进行了计算分析。研究结果表明:在相同EGR率条件下,非对称双流道涡轮增压器比对称双流道涡轮增压器具有更低的泵气损失和有效燃气消耗率;匹配大流通能力和小非对称度的增压器可进一步降低泵气损失;非对称双流道涡轮增压器在瞬态条件下的平均效率低于稳态。     

客车流场数值仿真的空间离散化系统开发

客车车身周围三维拓扑空间的离散化是客车周期流场数值仿真的基础，研究利用Visual C^ 在Windows上开发3D－BusMesh软件，以完成车身周围三维拓扑空间离散工作并生成有限元数值仿真需要的单元和节点信息数据文件，实践表明，软件具有高效、实用和方便的特点。     

液力变矩器叶轮内流场计算的无粘—有粘迭代法

本文提出了液力变矩器叶片表面准三维边界层计算的一种数值方法，并将边界层的计算与叶轮主流区三维流动计算相互迭代，完成了叶轮内无粘－有粘相互作用的三维流场计算。利用激光多普勒测速仪对ＹＢ－３５５变矩器内部流场进行了实测，测定结果与理论计算对比表明，本文所提出的计算变矩器内部流场的方法是合理的。     

脉冲频率与幅度对两级涡轮非定常特性的影响

涡轮复合技术中脉冲排气对两级涡轮性能产生显著影响。为探明脉冲来流下两级涡轮非定常特性,该文基于三维非定常流动仿真模型研究了排气脉冲频率与幅度的影响。模型中,高压级涡轮内流动采用全通道模拟以考虑蜗壳引起的非对称流动,低压级涡轮内流动采用单通道模拟以提高计算效率。结果表明,当脉冲频率从40 Hz增加到120 Hz,高压级涡轮瞬时功率峰值显著增大15.4%,而低压级涡轮瞬时功率峰值变化在1%以内;随脉冲幅度增大,低压级涡轮效率下降幅度比高压级涡轮更大,当脉冲幅度系数为1.6时,高、低压级涡轮转子效率分别下降3.66%和8.09%;低压级涡轮转子从叶中到叶尖处的进口流动攻角在脉冲周期内大幅度变化,引起叶片前缘处产生显著流动损失。     

一种基于双喷嘴模型的涡轮等效流通面积计算方法

基于双喷嘴模型,利用反动度求静叶喷嘴出口压力,对等效涡轮流通面积计算方法进行了研究。将计算结果输入经校核的GT-Power仿真模型中反算得到不同转速下涡轮前后的气体状态参数,绝大部分仿真值与试验值误差小于4%;计算得出的涡轮特性曲线与实测曲线误差低于9%,高膨胀比时涡轮未出现阻塞,优于简单喷嘴模型。利用此方法计算的变海拔涡轮等效流通面积可实现3 000 m范围内最大扭矩点转速到标定功率转速的柴油机增压压力恢复。表明此模型具有较高精度,能适应较宽的膨胀比范围,可用于描述涡轮的工作状态和工作过程,表征涡轮流通特性和做功能力,进一步服务于增压系统与柴油机的匹配过程。     

涡轮特性曲线优化与缸内直喷汽油机排气歧管匹配研究

分别采用4种方法优化了某涡轮增压器特性曲线,并将计算结果与输入的测量点数据进行了对比,确定了适合优化所用涡轮流量-压比曲线的最佳方法。利用AMESim软件建立了某汽油机整机热力学仿真模型,并对该发动机全负荷工况的主要参数进行了标定。将所得涡轮特性曲线用于该涡轮增压汽油机的排气歧管优化匹配研究中。结果表明,合理匹配排气歧管可以使该机中低速扭矩和燃油消耗率分别实现5.2%和5%的改善。     

涡轮增压器轴承体传热计算方法研究

通过对涡轮增压器传热机理的研究,利用专业传热分析软件ESC建立了轴承体传热仿真分析的有限元计算模型,对轴承体分别进行了稳态、瞬态的温度场计算,找到了仿真计算中需要优化的输入参数。为验证该轴承体传热仿真计算方法的合理性及计算结果的准确性,对同型号的涡轮增压器进行了试验验证,结果表明,该仿真计算方法合理,计算结果可信。     

进气歧管结构对进气流动影响的数值模拟

利用Fluent软件对某型号多缸汽油机进气歧管建立了三维数值模型,并对其稳态流场进行了三维数值模拟与分析,研究了进气歧管主要结构参数对流场特性、压力损失和流量特性等的影响。     

基于Fluent通信车加装气动发电机组储气罐的建模与仿真

介绍了气动发电机组和通信车相结合的通信车供电保障,为解决结合引起外形改变所带来的安全行驶问题,提出两种结合方案。用三维CAD软件SolidWorks为两种方案建立数值计算模型,然后利用Fluent软件分别对两种模型进行外部压力和流场模拟。根据两种模型中通信车底部和尾部的涡流、气流强度两方面的对比分析得出最优的结合方案。     

涡轮增压汽油机匹配计算及性能预测

应用GT-power软件建立了某1.5 VCT发动机一维仿真模型,并通过试验数据对模型进行了标定.根据涡轮增压发动机的设计要求估算了涡轮增压器的性能参数值,从而选择了一款涡轮增压器.建立了加装涡轮增压器之后的发动机模型,增加了放气阀装置,并分别进行了平原、高原环境下的发动机的匹配计算和性能预测.结果表明,在平原、高原环境下发动机匹配情况均良好.     

涡轮增压器压气机的气动噪声源特性研究

基于雷诺平均纳维-斯托克斯方程与Realizableκ-ε双方程湍流模型,利用CFD软件建立了某大型涡轮增压器离心式压气机内部气体的可压缩流动仿真模型。分析了不同工况下压气机内部气流的速度、压力等流动特性,利用宽带噪声模型对压气机进行了气动噪声源数值研究。结果表明,叶轮区域是压气机的主要气动噪声源;压气机内扰动强度和叶轮转速是气动噪声声功率的主要影响因素;宽带噪声与湍流强度的分布趋势一致。研究结果对分析压气机的气动噪声源产生机理及其控制具有参考价值。     

液力缓速器内流场三维瞬态数值模拟及特性预测

采用滑动网格理论,将液力缓速器定子和转子之间的接合面定义为网格分界面来传递不同子域间的流动参数.采用标准k-ε模型及SIMPLEC算法,利用FLUENT软件对全充液工况液力缓速器的内流场进行了三维瞬态数值模拟,得到了液力缓速器内流场的速度、压力分布特性.基于流场数值解计算了制动扭矩,其结果与试验结果吻合很好,验证了流场计算方法的正确性.     

涡轮增压乘用车循环油耗瞬态仿真与评估

基于GT．Suit软件,分别利用传统的简化模型以及经过动态修正的模型对某一搭载涡轮增压汽油机的紧凑型轿车进行整车循环油耗计算,并对计算时间和计算精度进行了比较,发现其计算精度并无明显差别。