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原文传递涡轮增压器压气机气动噪声分析

论文题名：	涡轮增压器压气机气动噪声分析
关键词：	船用柴油机;涡轮增压器;压气机;离散噪声;频域特性
摘要：	涡轮增压器作为增压装置被广泛的应用于船用柴油机。为了最大限度的提高柴油机的动力性能，满足现代船舶大型化、高速化的发展趋势，涡轮增压器逐渐向高压比、高转速、高效率方向发展，涡轮增压器噪声问题也日益突出。压气机作为涡轮增压器的主要组成部分，也是主要的噪声源之一，对压气机气动噪声的研究是涡轮增压器绿色制造工程非常重要的部分，对于降低船用柴油机整机噪声具有十分重要的意义。　　首先，采用专业网格划分软件NUMECA和ICEM分别对涡轮增压器压气机叶轮、扩压器流道和蜗壳流道进行了区域离散。基于CFD软件CFX，选择标准k-ε湍流模型，对压气机全周内部流场进行了数值模拟，得到了全工况压气机工作特性曲线并与试验数据进行了对比，结果表明数值模拟误差在可接受范围之内。　　其次，对压气机三维流场进行了分析。通过对三维定常流场计算，得到了压气机各个流道内压力、速度、温度分布规律。以定常计算结果为初场，进行了三维非定常流场计算，计算过程中流道内设置静压监测点。非定常流场分析结果显示转子叶尖出现不规则流动以及动静子交界处涡流明显，这些部位流场各参数变化剧烈，是诱发压气机气动噪声主要原因。提取监测点压力脉动进行了时域和频域特性分析，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，该结果与理论分析相符。　　然后，对压气机内、外声场特性进行了分析。通过对内声场特性的分析得到，压气机流场内偶极子辐射声源强度最大。因此，在计算外声场特性时，将叶轮入口噪声源简化为偶极子声源以及将旋转叶轮简化为旋转偶极子声源进行了计算。入口辐射场点声压级云图表明，叶尖不规则流动引起噪声源主要集中在低频处。叶轮辐射场点声压级云图表明，叶片通过频率及其谐波处声压级较大，进一步证实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。　　最后，分析了流量和转速对压气机声场特性的影响，结果表明：保持转速不变随着流量的减小，压气机离散噪声会增大；当转速增加时，离散噪声也会增加，同时压气机转速对离散噪声的影响远大于流量对离散噪声的影响。
作者：	覃玄
专业：	动力工程
导师：	王银燕;刘丕人
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文