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1、學(xué)校代碼：10289分類號：TB427,U661.44密級：公開學(xué)號：122210008江蘇科技大學(xué)碩士學(xué)位論文船用廢氣渦輪增壓器壓氣機(jī)流場及氣動噪聲數(shù)值仿真研究研究生姓名桑晶晶導(dǎo)師姓名楊興林申請學(xué)位類別工學(xué)碩士學(xué)位授予單位江蘇科技大學(xué)學(xué)科專業(yè)輪機(jī)工程論文提交日期2014年12月20日研究方向船舶系統(tǒng)與設(shè)備振論文答辯日期2015年03月20日動噪聲控制與故障診斷答辯委員會主席評閱人2015年3月20日分類號：TB427,U661.44密級：公開學(xué)號：122210008船用廢氣渦輪增壓器壓氣機(jī)流場及氣動噪聲數(shù)值仿真研究學(xué)生姓名桑晶晶指導(dǎo)教師楊興林教授江蘇科技大學(xué)二O一五年三
2、月AThesisSubmittedinFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringThenumericalsimulationoftheflowfieldandaerodynamicnoiseforamarineturbochargercompressorSubmittedbySangJingjingSupervisedbyYangXinglinJiangsuUniversityofScienceandTechnologyMarch,2015江蘇科技大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)
3、位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：年月日江蘇科技大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)江蘇科技大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文
4、。本學(xué)位論文屬于：(1)保密□，在年解密后適用本授權(quán)書。(2)不保密□。學(xué)位論文作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：年月日年月日摘要摘要離心壓氣機(jī)廣泛應(yīng)用于交通運輸、發(fā)電等行業(yè)，是車輛、船舶發(fā)動機(jī)配套渦輪增壓器的重要組件。已被公認(rèn)為是提高內(nèi)燃機(jī)性能，減少排放的有效設(shè)備。由于排放法規(guī)日益嚴(yán)格，內(nèi)燃機(jī)尺寸不斷減小，加上廢氣再循環(huán)的需要，導(dǎo)致壓氣機(jī)運轉(zhuǎn)效率低下，提高壓氣機(jī)工作性能勢在必行。同時，伴隨著柴油機(jī)輸出功率的增加，壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速的上升，增壓器的氣動噪聲問題已成為不可忽視、亟需解決的重要課題。為了能夠研究改進(jìn)壓氣機(jī)氣動效率，降低由其產(chǎn)生的氣動噪聲，提高船員居住的舒適性，壓氣機(jī)氣動性能的分
5、析及優(yōu)化對研究增壓器噪聲產(chǎn)生機(jī)理和控制方法具有極為重要的意義。本課題在分析國內(nèi)外對渦輪增壓器壓氣機(jī)流場及噪聲場研究的基礎(chǔ)上，以某型號船用壓氣機(jī)為研究對象，對其進(jìn)行了三維全流場數(shù)值研究分析以及氣動噪聲的仿真預(yù)測。最后結(jié)合已有數(shù)據(jù)，有針對性的進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，提高氣動性能降低噪聲。首先，本文借助CFD分析軟件FLUENT并結(jié)合增壓器實驗臺實測數(shù)據(jù)，在已建立的有限元模型基礎(chǔ)上，對壓氣機(jī)內(nèi)部氣體進(jìn)行三維穩(wěn)態(tài)、粘性可壓縮的數(shù)值研究，分析了不同工況下(24300r/min,25800r/min,26880r/min,28200r/min,29100r/min)內(nèi)部流場特征，壓氣機(jī)的壓
6、比和效率隨流量的變化關(guān)系，深入研究了轉(zhuǎn)子區(qū)域、擴(kuò)壓區(qū)域和蝸殼內(nèi)的氣體流動速度與壓力的分布、形成過程及相互影響。其次，壓氣機(jī)氣動聲場的分析則是采用不同的聲場分析法——聲類比法(AAA)及寬帶噪聲法，系統(tǒng)研究整個壓氣機(jī)的噪聲產(chǎn)生機(jī)理及分布特征。寬帶噪聲法則是在穩(wěn)態(tài)流場分析基礎(chǔ)上對多個工況的寬帶噪聲源進(jìn)行數(shù)值化模擬，研究寬帶噪聲源的分布特征及形成機(jī)理。聲類比法主要基于非穩(wěn)態(tài)流場分析，深入研究了不同轉(zhuǎn)速、流量對壓氣機(jī)內(nèi)設(shè)置的不同觀測點處離散噪聲頻譜的影響，并將數(shù)值模擬結(jié)果與經(jīng)驗公式的計算值進(jìn)行比較分析。再次，壓氣機(jī)的氣動性能及噪聲特性的優(yōu)化設(shè)計則是在前述研究結(jié)果的基礎(chǔ)上有針對的進(jìn)
7、行的。主要以有葉擴(kuò)壓器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)為主，自主設(shè)計了不同的研究分析方案。分析了擴(kuò)壓器葉片前緣半徑與入口角度對擴(kuò)壓器氣動性能及流噪聲源特性的影響。通過本文的研究工作，加深了對流動數(shù)值模擬方法及氣動噪聲計算方法的適用性的認(rèn)識。研究了壓氣機(jī)內(nèi)流動特征及噪聲特性和產(chǎn)生機(jī)理，設(shè)計方案改進(jìn)擴(kuò)壓器結(jié)構(gòu)參數(shù)，對提升壓氣機(jī)性能、控制離心壓氣機(jī)氣動噪聲源具有借鑒作用。關(guān)鍵詞渦輪增壓器；壓氣機(jī)；流場；氣動噪聲；優(yōu)化設(shè)計I江蘇科技大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractCentrifugalcompressorsarewidelyusedforindustr
