脉冲全周进气和非全周进气涡轮性能比较的数值研究

分别设计了全周进气双流道涡轮和非全周进气双流道涡轮,通过数值模拟,对两种结构进行了全工况性能分析。结果表明,非全周进气双流道涡轮的效率高于全周进气双流道涡轮。通过流场分析揭示了涡轮内部流动损失机理,从而了解两种结构对涡轮效率和输出功率的影响,为涡轮增压器的进一步开发提供一定的理论依据。

分隔式进气涡轮非稳态性能的数值研究

为了消除目前研究中普遍存在的涡轮非稳态效率不符合能量转换定律的非正常现象,提出一种解决非稳态参数时间滞后的方案,改进涡轮非稳态效率的计算方法。通过数值模拟的研究方法,对180°分隔式进气双流道涡轮进行了非稳态条件下的性能研究,结果表明,涡轮呈现典型的非稳态特性圈,并且涡轮非稳态效率在0～1的正常区间内变化。探讨了涡轮非稳态特性的部分规律并寻找其与脉冲波的关系,初步揭示了非稳态特性的机理所在。

不同工况下分隔式双流道涡轮非稳态性能的研究

在不同发动机外特性工况下,利用Ansys CFX软件对分隔式双流道涡轮进行了非稳态条件下的性能模拟。结果表明:各工况下的涡轮非稳态特性均呈现出充盈和排空效应,不同工况的涡轮非稳态性能之间具有规律性的差异,在研究范围内,涡轮效率呈现出随发动机转速升高而升高的趋势。

矩形截面与圆形截面蜗壳对涡轮性能影响的比较研究

分别设计了喉口面积相等的矩形截面蜗壳和圆形截面蜗壳,通过数值计算,就两种结构对涡轮性能的影响进行了全工况的比较分析,结果表明,当涡轮采用圆形截面蜗壳时比采用矩形截面蜗壳时的效率高。并通过内部流场的分析揭示了两种蜗壳流动损失差异的原因,为涡轮增压器的进一步开发和匹配提供一定的参考。

涡轮非稳态研究中现存问题的解决方法研究

本文首先对涡轮非稳态研究中存在的问题进行综述,然后针对研究中的非稳态参数时间滞后问题,从脉冲传播速度和传播距离入手,提出了基于模拟方法的解决方案,改进了涡轮非稳态效率的计算公式,避免涡轮出口温度波动对涡轮效率的影响,消除了涡轮非稳态效率大于1和小于0的非正常现象,最后以一个分隔式涡轮的非稳态模拟计算为实例,验证了所提出的解决方法的有效性。

基于联合运行规律的增压器压气机非定常流动模拟

为了提高压气机在非定常流动状态下与增压器的匹配精度,基于增压器运行工况提出了内部联合运行规律,并开展不同结构压气机的非定常流动特性和性能修正研究。结果表明,在3种结构压气机中,除了高速大流量联合工况外,采用进口直径减小1 mm的等长叶片压气机的非定常流动性能有明显优势,且喘振性能更好。基于非定常系数对压气机性能修正后,压气机性能更接近实际工作状态。

分隔式双流道涡轮非稳态特性的形成机理分析

在非稳态条件下对分隔式双流道涡轮进行了数值模拟,得到了呈现出充盈和排空效应的涡轮非稳态特性圈;并分别从宏观和微观角度对涡轮非稳态特性进行了分析。结果表明:在同一个非稳态特性圈内,排空段的平均效率较充盈段高17.17个百分点,主要原因在于排空段的流速高于充盈段;内外流道脉冲波形成的非稳态特性圈之间的区别主要在充盈段,内流道充盈段的非稳态平均效率较外流道充盈段高10个百分点;脉冲波从内流道进入时,涡轮的总体流动损失小,即总体熵增较小。

叶顶间隙对车用增压器涡轮性能的影响规律研究

研究了叶顶间隙对乘用车汽油机增压器涡轮性能的影响规律。研究中设定3种类型的涡轮叶顶间隙变化,分别为单独叶片进口间隙变化、单独叶片尾缘间隙变化及叶片进口间隙与尾缘间隙同步变化,每种类型间隙设定了不同间隙尺寸,在稳态条件下对3种间隙进行模拟。结果显示:叶片进口间隙与尾缘间隙同步变化时对涡轮效率、输出功率及涡轮出口温度影响最大,单独叶片进口间隙变化的影响最小;叶片进口间隙与尾缘间隙同步变化对涡轮输出功率与涡轮出口温度的影响基本是单独叶片进口间隙变化和单独尾缘间隙变化影响的叠加;叶顶间隙对涡轮流通能力的影响不明显;随着间隙尺寸的增大,叶片通道后半部分叶顶附近总压出现高数值区域,涡轮出口马赫数增大,从而降低涡轮的工作效率。