有叶扩压器离心压气机频域分析

以某型有叶扩压器离心压气机为研究对象,基于CFD软件CFX,选择标准k-ε湍流模型,对压气机进行三维非定常流场计算。在流场内设置静压监测点,分析流场内非定常流动规律,提取压气机达到稳定运行状态的压力脉动数据进行频域特性分析,预测噪声源主要位置及噪声类型。分析得到由动叶尾迹与静子相互干涉引起的离散噪声为主要噪声源,叶尖不规则运动引起的流动压力脉动对整机噪声贡献较小。     

级环境下叶片表面粗糙度对压气机气动性能的影响

采用数值方法,在压气机级环境下研究了叶片表面粗糙度对压气机内部流场及特性参数的影响.结果表明,叶片粗糙度对压气机的主要性能参数影响明显;随着叶片粗糙度的增大,压气机级性能衰减加剧,叶轮叶片表面粗糙度增加到100μm以上时,在近失速工况下压气机的总压比和等熵效率下降达10%以上,压气机内气流能量损失增大,尤其是靠近叶轮前缘中上部的气流能量损失严重,同时引起叶片端壁温度升高.     

级环境下叶轮前缘倾角对离心压气机性能的影响

对某船用离心压气机进行了级环境下的气动性能仿真分析,结果表明,原方案中叶轮进口处能量损失过大,致使叶轮内效率下降过快,不满足要求.为此,针对性提出叶片前缘倾的两种优化方案.研究表明,叶轮前缘倾角对离心压气机级的气动性能影响较大,每一个结构确定的叶轮都有一个最优的前缘倾角,该倾角可以有效改善气流在流道内的流动情况,明显减小进口处的能量损失,从而使压气机的整级性能得到提高.     

增压器Whoosh噪声抑制方法

为降低柴油机增压器Whoosh噪声,分析噪声产生机理,通过发动机台架试验和整车试验验证增压器结构优化、进气管路增加消声器、进气系统标定策略优化对Whoosh噪声的抑制效果.结果表明:适当的压气机叶轮小径与大径之比可以抑制Whoosh噪声的产生;压气机端设计流量拓宽槽或者环形稳流槽能明显降低Whoosh噪声;进气管增加高...     

超速叶轮的弹塑性分析

从旋转圆盘的理论分析出发，对增压器压气机叶轮做了一系列的简化与假设，得到叶轮在弹塑性状态时的应力场，位移场及残余变形场的理论解，为叶轮的超速加工工艺规程提供了理论的定量依据。     

船用大型压气机质量流量分区域建模方法

针对查表法外推能力不可靠以及采用单一曲线拟合法时在压气机不同工作区域的预测与外推精度不一致的问题, 提出了一种船用大型压气机质量流量分区域建模方法; 通过定义区域划分函数, 将压气机整个工作区域划分为设计工况区、低转速区、高转速区与低压比区, 通过对比与分析经典的和近年提出的压气机质量流量数学模型的预测和外推精度, 为每个区域选择精度最高的数学模型; 为防止在动态仿真过程中当压气机运行点由其他区进入低压比区时可能出现的不连续间断点, 应用一种曲线融合方法来保证等转速线的平滑过渡; 为验证所提出的建模方法的正确性与有效性, 将其应用于一台船用大型低速二冲程柴油机仿真模型中开展稳态与瞬态仿真试验。研究结果表明: 相比查表法, 提出的建模方法可有效提升主机仿真模型增压器转速的稳态预测精度, 平均绝对百分误差由3.54%下降至0.61%, 在改变主机转速与负载这2种瞬态工况下, 压气机的运行点可平稳、连续地由设计工况区过渡至非设计工况区; 提出的建模方法既能准确预测压气机设计工况区内的已有样本数据点, 又能合理、稳健地外推至非设计工况区, 既可直接应用于涡轮增压发动机的动态仿真研究中, 也可用于离线生成压气机在全工况范围内的性能图谱, 进而应用于商业发动机性能仿真软件中。      

增压器压气机叶轮的三维弹塑性精细分析

用基于参变量变分原理的有限元参数二次规划法对增压器压气机叶轮进行了三维弹塑性精细分析的研究,并计算了叶轮在用预超速工艺制造过程中的残余应变,给出了其分布规律,计算结果与实测符合得很好.     

基于Kriging算法的压气机健康参数主从式插值建模

针对航空燃气轮机压气机数字化建模过程中由于缺少压气机流量系数导致模型精度偏低的问题,基于Kriging插值算法构造了面向压气机流量系数估计的主从式建模方法,分析了高维空间下对应于不同压气机换算转速的流量系数分布特征;基于流量系数的特征提取方法探索了流量系数、换算转速、增压比之间的映射关系,并提出了关于这三类参数的多维样本向量构造方法;基于Kriging算法建立了适用于燃气轮机过渡工况下压气机流量系数主从式插值模型. 研究结果表明:与传统的Kriging插值方法及牛顿插值法相比,基于主从式模型的流量系数计算结果更接近实际值,计算精度提高了近10%;主模型可输出流量系数的估值向量,插值效率相比传统Kriging模型提高了近15%.      

基于交叉感应回线的磁浮车辆连续测速定位方法

分析了交叉回线区域空间磁场分布, 利用磁通密度纵向分布周期性特征, 将车辆位移、速度用感应电压包络信号相位角与角速度来表征; 建立了采用简单交叉回线的车辆测速定位状态空间方程组, 将车辆运行位置和速度作为状态变量在测试过程中连续输出; 考虑实际运行工况下的复杂电磁环境, 引入了噪声自适应算法, 提出了基于新息自适应的磁浮车辆实时连续测速定位计算方法; 在实验室条件下建立了交叉感应回线标定系统, 验证了方法的基本原理; 为了验证方法的有效性和准确性, 进了数值仿真算例分析, 考虑正常噪声和突变噪声工况, 并对比了包含和不包含自适应噪声处理过程的计算结果。试验结果表明: 不同间隔距离条件下, 感应电压包络线都接近于正弦波, 1次谐波是包络信号的主要成分, 相同阶次的谐波幅值与间隔距离成近似线性关系, 与理论分析结果一致; 在正常噪声区段, 速度误差不超过0.03 m·s-1, 定位误差约为3 mm, 在突变噪声区段, 速度误差均值为0.027 m·s-1, 最大值为0.130 m·s-1, 定位误差均值为4.82 mm, 最大值为23.39 mm, 说明测速定位方法可以满足实际应用需求; 数值仿真中突变噪声区段的低信噪比信号在实际应用中是极端情况, 对比正常噪声区段和突变噪声区段的计算结果可知改善输入信号的信噪比可以明显提高测试精度。      

离心压气机不同结构扩压器与叶轮匹配性能分析

为研究某型压气机叶轮与三种不同结构扩压器的匹配问题,建立了三维数值模型,对该压气机的气动性能进行了仿真,对三种扩压器与叶轮的匹配性能进行了分析.结果表明,扩压器前缘气流滞止,吸力面气流出现较明显的分离流以及尾缘涡流,发现扩压器前缘尾缘圆弧的半径,发现扩压器叶片入口安装角以及叶形曲线半径对压气机性能有较大影响.针对这些问题,对匹配较好的扩压器结构进行了优化,优化后的模拟结果表明,扩压器内部流动得到显著改善,在质量流量4.8kg/s时等熵效率最大提高6.84%.