微型离心压气机流场数值仿真与分析

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1、微型离心压气机流场数值仿真与分析摘要：为了更好地研究微型涡喷发动机，本文通过使用BladeGen、TurboGrid、CFX等商用软件对该66mm微型离心式压气机构型进行三维建模，划分六面体结构网格，并进行数值仿真计算，得到了压气机在20OOOrpm至140000rpm的流量特性曲线。发现该型压气机在60000rpm至100000rpm之间有较宽的稳定工作区域，此结果与原发动机性能参数相吻合。同时，选取丫lOOOOOrpm这一转速下压气机在近喘工况、最佳工况、堵塞工况3种情况，对这三种情况下压气机内部的流场进行了分析，为今后压气机的改进提供了数据支持。本文采集自网络

2、，本站发布的论文均是优质论文，供学习和研宄使用，文中立场与本网站无关，版权和著作权归原作者所有，如有不愿意被转载的情况，请通知我们删除己转载的信息，如果需耍分享，请保留本段说明。关键词：微型涡喷发动机离心式压气机数值仿真中图分类号：TH452文献标识码：A文章编号：1674-098X(2017)01(b)-0022-04Abstract：Inthispaper，byusingBladeGen,TurbogridandCFXcommercialsoftwarefor3Dmodelingdividedhexahedrongridandnumericalsimulatio

3、ntotheconfiguration66mmmicrocentrifugalcompressor.Finallygetthecompressorflowcharacteristiccurveof20000rpmto140000rpm.Itfoundthattheefficiencyof94.7%.typecompressorhasastableworkingareaisthewidthisbetween60000rpmand100000rpm,theresultscoincidewiththeoriginalengineperformanceparameters.

4、Atthesametime,thispaperselectstheoptimumconditionof100000rpmthespeedofthecompressoratnearstallcondition,theblockingconditionthreecases,ontheflowfieldinsidethecompressorofthethreecaseswereanalyzed,toprovideareferenceforimprovementthefutureofthecompressor.KeyWords：MicroTurbojetEngine；Cen

5、trifugalCompressor；NumericalSimulation?浩?机是涡轮喷气式发动机的重要部件。作为微型涡喷发动机的核心，压气机的性能决定了发动机的整体性能。该课题以一款微型涡轮喷气式发动机所使用的直径为66mm的微型离心压气机为研究对象，分析其各工况流动特性与性能。西安交通大学的赵会晶等人运用CFD方法模拟了离心压气机叶轮前缘倾掠对压气机性能的影响［1］，韩国仁荷大学与三星泰科能源设备研发中心通过进化算法对离心式压气机叶轮进行多目标优化［2］，由此可见对于离心式压气机的研究一直是热门话题。该文主要采用数值模拟的方法对某一构型微型离心压气机进行流场

6、分析以及性能测试。数值模拟的方法可以在短时间内获得较为精准的流场以及实验结果，可以模拟各种复杂的流动。通过改变初始条件与边界条件获得不同工况下该构型离心式压气机的流量特性曲线，同时获得不同转速、不同流量下叶轮流道内气体流动情况、叶片表面的压力与速度矢量分布和不同叶高的压力分布与速度矢量分布。1压气机三维构型建模根据扩压器尺寸以及机匣尺寸确定子午面几何形状，确定子午面尺寸参数后使用CFX-BladeGcn组件进行叶轮建模。经过与创新创业项目的压气机实物进行比对与实验，确定了叶片构型。叶片数景：5组叶片，每组包含一片主叶片与一片小叶片；叶片角度：主叶片进气角49°，出气

7、角12°;小叶片进气角69°，出气角5°。通过测量各截面叶厚及叶片安装角可绘制出叶轮模型。确定各项参数后即可生成叶轮的三维模型并确定最终构型，最终叶轮构型如图1所示。2压气机流场数值计算此次课题的CAD模型匕经使用ANSYSBladeGen建立完成，选择使用ANSYSTurbiGrid进行网格划分，使用ANSYSCFX进行求解并使用ANSYSCFD-Post进行后处理分析。2.1导入模型将之前在BladeGen组件中生成的叶片模型导入CFX中的TurboGrid组件，准备进行网格划分2.2网格划分将模型导入TurboGrid后，软件会根据BladeGen的模型信