涡旋压缩机单向流固耦合方法与涡旋齿变形分析.pdf

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1、22FLUIDMACHINERYVo1．43，No．12，2015文章编号：1005—0329(2015)12—0022—06涡旋压缩机单向流固耦合方法与涡旋齿变形分析查海滨，姜营。王君，仇性启(中国石油大学(华东)，山东青岛266580)摘要：提出一种涡旋压缩机气体流场对固体边界受力变形影响的单向流固耦合计算方法，建立了考虑泄漏间隙的带有齿头修正的渐变啮合间隙变壁厚的涡旋压缩机三维几何模型，采用LES湍流模型对其工作过程进行模拟从而得到流场分布，其压力分布沿z方向不均匀，压差在涡旋型线展角492。处最大。将压力场载荷直接加载到固体边界上，得到任意工作状

2、态下的涡旋齿受力和变形规律，分析了流场变化对固体边界涡旋齿受力、变形的影响。得到了涡旋齿的受力和变形规律，沿涡旋齿型线展角500。处变形最大与压力差分布相符。该压力载荷加载方式更加连续，更接近于实际工作状态，计算结果更为准确。关键词：涡旋压缩机；流场模拟；流固耦合；应力；变形中图分类号：TH45文献标志码：Ad0i：10．3969／j．issn．1005—0329．2016．12．005One·-wayFluid——structureInteractionMethodofScrollCompressorandAnalysisontheDeformatio

3、noftheWrapZHAHai—bin，JIANGYing，WANGJun，QIUXing—qi(ChinaUniversityofPetroleum，Qingdao266580，China)Abstract：Aone-wayFSIsimulationcalculationmethodbasedontheflowfield’Seffectonstructureboundarydeformationwasproposed，whichdiscusstheentireefectoftheflowfieldgeneratingtostructurebounda

4、ryforcinganddeformation．A3-Dscrollcompressormodelwithleakagewasbuiltbasedontaperedmeshingclearanceandthicknessscrollwrap．Thepressurefielddistri—butionwasobtainedthroughtheworkingprocesssimulationoftheliquid—injectedscrollcompressorwithaLESviscositymodel，whichshowedthepressurealon

5、gtheZaxiswasunevenandthemaximumofpressuredifferencewasfoundinthegeneratingangle492。alongtheprofile．Thestressanddeformationdistributionlawswereobtainedonanyworkstatethroughloadingthepressureonthesolidboundarydirectly．Thestressanddeformationlawswereobtainedalongthewrapwiththepressu

6、redifference，theresuhsshowthattherearetwoobviousmaximumsinthemiddleofthewrapandthemaximumdeformationwasfoundinthegeneratingangle500。alongtheprofile．Theloadingprocesswasmorecontinuous，closertotheactualprocess，andtheresultsweremoreaccurate．Keywords：scrollcompressor；simulation；FSI；s

7、tress；deformation符号——结构元的形状函数￡——时间，SR——基圆半径，mm卜体积力矢量R，——回转半径，mmp——密度，ks／m角度参数，tad————流体速度里矢量角度，rad应力张量n——常数，mmd一加速度矢量卜下标，流体——柯西张量s——下标，固体收稿日期：2014—08—26修稿日期：2015—11—20基金项目：国家自然科学基金项目(50806082)2015年第43卷第12期流体机械23下的涡旋齿压力载荷分布，同时将压力场直接准1引言确地加载到固体边界上，得到一种涡旋压缩机单向流固耦合方法，并对涡旋齿的受力变形进行分涡旋压

8、缩机是一种新型高效容积式压缩机，析，从而得到涡旋齿的应力与变形分布规律，使得其重