渦輪增壓器壓氣機氣動噪聲分析.pdf

1、渦輪增壓器作為增壓裝置被廣泛的應用于船用柴油機。為了最大限度的提高柴油機的動力性能，滿足現(xiàn)代船舶大型化、高速化的發(fā)展趨勢，渦輪增壓器逐漸向高壓比、高轉(zhuǎn)速、高效率方向發(fā)展，渦輪增壓器噪聲問題也日益突出。壓氣機作為渦輪增壓器的主要組成部分，也是主要的噪聲源之一，對壓氣機氣動噪聲的研究是渦輪增壓器綠色制造工程非常重要的部分，對于降低船用柴油機整機噪聲具有十分重要的意義。
　　首先，采用專業(yè)網(wǎng)格劃分軟件NUMECA和ICEM分別對渦輪增壓

2、器壓氣機葉輪、擴壓器流道和蝸殼流道進行了區(qū)域離散。基于CFD軟件CFX，選擇標準k-ε湍流模型，對壓氣機全周內(nèi)部流場進行了數(shù)值模擬，得到了全工況壓氣機工作特性曲線并與試驗數(shù)據(jù)進行了對比，結果表明數(shù)值模擬誤差在可接受范圍之內(nèi)。
　　其次，對壓氣機三維流場進行了分析。通過對三維定常流場計算，得到了壓氣機各個流道內(nèi)壓力、速度、溫度分布規(guī)律。以定常計算結果為初場，進行了三維非定常流場計算，計算過程中流道內(nèi)設置靜壓監(jiān)測點。非定常流場分析結果

3、顯示轉(zhuǎn)子葉尖出現(xiàn)不規(guī)則流動以及動靜子交界處渦流明顯，這些部位流場各參數(shù)變化劇烈，是誘發(fā)壓氣機氣動噪聲主要原因。提取監(jiān)測點壓力脈動進行了時域和頻域特性分析，分析得到由動葉尾跡與靜子相互干涉引起的離散噪聲為主要噪聲源，該結果與理論分析相符。
　　然后，對壓氣機內(nèi)、外聲場特性進行了分析。通過對內(nèi)聲場特性的分析得到，壓氣機流場內(nèi)偶極子輻射聲源強度最大。因此，在計算外聲場特性時，將葉輪入口噪聲源簡化為偶極子聲源以及將旋轉(zhuǎn)葉輪簡化為旋轉(zhuǎn)偶極子