基于Fluent的涡轮增压器压气机流场模拟与噪声分析_江国和.pdf

第11卷 第 7期 中 国 水 运 Vol.11 No.7 2011年 7 月 China Water Transport July 2011  基于 Fluent 的涡轮增压器压气机流场模拟与噪声分析 江国和，李涛涛 （上海海事大学 商船学院，上海 200135） 摘 要：文中采用实体造型软件建立了涡轮增压器压气机内部流道模型和压气机流场网格模型，运用 FLUENT6.3 模拟了增压器压气机总成三维粘性定常流动特性，分析了压气机的内部流动情况，并在此基础上对涡轮增压器压气 机进行了噪声的分析，为涡轮增压器压气机降噪设计提供了理论依据。 关键词：涡轮增压器；压气机；流场；噪声 中图分类号：TK421.8 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2011）07-0078-03 一、引言 都是根据单位体积各向同性湍流而产生的声强。通过直 增压器作为柴油机的主要配套件之一，其设计技术是独 接数值模拟（DNS）重新校准了常量 α ，本文在 FLUENT z 立于柴油机设计技术之外的，往往也是超前于柴油机的设计 计算中，就使用这个校准后常量 αz 。 技术。因此，客观上增压器的发展水平也决定了内燃机的发 二、物理模型及网格划 展水平。由于涡轮增压器的工作原理是依靠高速气流来推动 1．涡轮增压器压气机三维模型 涡轮旋转，涡轮再驱动离心式压气机将空气进行压缩供柴油 本课题是以 ABB 的某型号的增压器为研究对象，根据图 机使用。因此增压器在运行过程中不可避免的产生高速气流， 纸以及实验模型建立实体模型。由于本课题增压器压气机涡 由高速气流产生的噪声是增压器噪声的主要噪声源，此外高 壳采用变截面的椭圆形形状，这种涡壳较其他型式的效率要 速旋转机械的振动也是增压器的噪声源之一。随着动力装置 高，流量大大些。这种最大的优点是压气机外形尺寸得以缩 在使用过程中对噪声要求的提高，减小噪声对使用者的危害， 小。此时有叶扩压器部分进一步减小，使得整个压气机涡壳 对增压器的噪声源进行分析，对涡轮增压器噪声产生机理和 显得既紧凑小巧，充分体现了增压器的小型化。由于环状流 控制方法进行研究是十分必需的，具有极为重要的意义。 道在不同角度截面上是不同的：首先需要利用等环量定理计 二、Fluent噪声模型 算得到的流道参数建立草图来确定不同角度截面的流道形 宽带噪声源模型（Broadband Noise Sources Model） 状；其次利用上一步的草图建立流道轮廓，通过扫掠命令得 可以在稳态结果的基础上进行模拟，在许多涉及湍流流动的 到整体模型；最后是在已有流道轮廓特征基础上完成涡壳的 实际应用中，噪声并没有固定的频率，声强在一定的频率范 进口与出口特征，利用 UG 建模得到涡壳的几何模型。压气 围内连续分布。在涉及宽频噪声的情况下，可以用从雷诺方 机有叶扩压器及涡壳三维实体模型