隨著人們對增壓發(fā)動機(jī)的性能要求不斷提高,具有高轉(zhuǎn)速運(yùn)行特性的壓氣機(jī)被廣泛應(yīng)用于車用渦輪增壓器,從而提高增壓器的整體效率。然而伴隨壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速的上升,增壓器的噪聲問題越來越突出,高噪聲對駕駛員的健康產(chǎn)生較大的負(fù)面影響,因此如何降低增壓器噪聲已然成為亟待解決的重要研究課題。壓氣機(jī)作為壓縮空氣的核心做功部件,但做功過程中不可避免產(chǎn)生高噪聲,其中氣動噪聲是主要成分之一。因此,從控制噪聲角度出發(fā)研究壓氣機(jī)氣動噪聲形成機(jī)理并進(jìn)行其結(jié)構(gòu)優(yōu)化非常重要。結(jié)合現(xiàn)有的試驗(yàn)條件與研究熱點(diǎn),探明渦輪增壓器壓氣機(jī)的內(nèi)部流動特性,研究壓氣機(jī)近場噪聲的形成機(jī)理與遠(yuǎn)場噪聲的頻域特性。并以效率與噪聲為優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行壓氣機(jī)葉輪的結(jié)構(gòu)優(yōu)化,可以在兼顧效率的前提下,控制壓氣機(jī)的氣動噪聲。本課題為渦輪增壓器壓氣機(jī)的噪聲機(jī)理及其控制提供參考,主要研究工作包括以下方面:進(jìn)行壓氣機(jī)非定常流場與近場噪聲數(shù)值計算,探明其氣動噪聲的形成機(jī)理。通過增壓器壓氣機(jī)的非定常流場數(shù)值計算,分析其內(nèi)部流場特性,發(fā)現(xiàn)壓氣機(jī)葉輪出口處出現(xiàn)復(fù)雜的紊流現(xiàn)象。利用寬帶噪聲模型,進(jìn)行壓氣機(jī)近場噪聲的計算。對比近場噪聲與湍流強(qiáng)度的分布,對壓氣機(jī)氣動噪聲形成機(jī)理進(jìn)行分析,研究表明湍流強(qiáng)度是氣動噪聲形成的關(guān)鍵因素,并且葉輪出口區(qū)域是壓氣機(jī)整體的核心噪聲源。壓氣機(jī)遠(yuǎn)場噪聲的特性分析及其仿真計算模型的試驗(yàn)驗(yàn)證。采用自適應(yīng)有限元法對渦輪增壓器進(jìn)行遠(yuǎn)場噪聲分析,有效減小聲學(xué)計算頻率對網(wǎng)格尺寸的影響,從而降低計算成本。將壓氣機(jī)流場計算獲得的內(nèi)部壓力脈動作為邊界條件,對壓氣機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)場噪聲的仿真分析�；诜抡娼Y(jié)果,探明了壓氣機(jī)遠(yuǎn)場噪聲的頻域特性,該噪聲以寬頻噪聲為主并且集中在軸頻與其整數(shù)倍頻上。并進(jìn)行增壓器壓氣機(jī)噪聲檢測試驗(yàn)研究,驗(yàn)證了仿真計算結(jié)果的正確性�；诙嗄繕�(biāo)遺傳算法對壓氣機(jī)葉輪進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,從而控制其噪聲形成。運(yùn)用多目標(biāo)遺傳算法,針對壓氣機(jī)效率與噪聲指標(biāo),進(jìn)行葉輪的結(jié)構(gòu)優(yōu)化,并提出高效率設(shè)計、低聲壓級設(shè)計、綜合設(shè)計的三種代表性優(yōu)化方案。優(yōu)化結(jié)果表明,高效率設(shè)計方案在不折損噪聲性能的前提下,可使壓氣機(jī)效率得到有效提升;低聲壓級設(shè)計方案可保證效率不降低的情況下,使壓氣機(jī)噪聲得到有效下降;綜合設(shè)計方案可均衡提升壓氣機(jī)效率與噪聲的性能。
【學(xué)位單位】：福州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U467.493
【部分圖文】：

圖１－１廢氣渦輪增壓器??．

壓氣機(jī)蝸殼剖面圖

一壓氣機(jī)蝸殼二維圖
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本文編號：2888893