基于某型号涡轮增压器压气机内流场分析与优化研究

刘政伍 匡增彧

（湖南交通工程学院机电工程学院 湖南衡阳 421000）

0 引言

能源问题的加剧和日益严格的排放法规促使涡轮增压技术在内燃机领域得到广泛应用[1]。提高涡轮增压器压气机效率能够减少排气的能量损失和流动损失，使排气能量尽可能多地转换成有用功[2]。要想提高涡轮增压器压气机效率，必须掌握压气机内部流场情况。

近年来，国内外学者针对压气机内部流场优化设计方面进行了大量研究：张欣利用CFD技术对车用涡轮增压器涡轮内不同喷嘴环开度流场的对比分析[3]；赵国初黄若的应用计算流体技术对车用涡轮增压器失效分析[4]；Krain用Dawes编制的三维计算程序模拟了压气机的三维湍流流动[5]。上述研究取得了较好的成果，但是针对压气机内部结构叶顶间隙与叶轮出口宽度的研究十分匮乏。

本文以某型号涡轮增压器压气机为研究对象如表1所示，构建涡轮增压器压气机的理论模型并运用Fluent软件模拟计算压气机内部流场，发现压气机压力场局部区域压力过高，尾流混乱，能量损失严重。针对以上情况优化叶顶间隙以及叶轮出口宽度发现优化后的压气机内部压力场更加稳定，转换效率明显提高，为日后涡轮增压器优化改进提供参考依据。

表1

1 模型的建立和网格划分

1.1 模型的建立

利用三维建模软件CFTurb来实现三维实体模型，如图1、图2所示。

图1 压气机三维模型

图2 压气机网格

1.2 网格划分

利用Meshing网格软件划分网格，为保证网格……