一、离心压气机子午流道的快速设计分析（论文文献综述）
史成龙[1]（2021）在《车载燃料电池高速离心压气机设计及优化》文中认为随着人们对清洁能源汽车追求的深入,燃料电池由于具有能量转换率高、生成物零污染、来源广泛等优点,得到国内外广大学者的关注。基于车载燃料电池对进气系统压比、效率的要求以及汽车对空间、质量的要求,离心压气机成为车载燃料电池进气系统的首选。离心压气机的性能对于燃料电池的性能具有十分重要的影响,高性能离心压气机的设计及优化具有重要意义。本文依据车载燃料电池对离心压气机的需求完成了压气机气动方案设计。对所建立的离心压气机模型进行优化设计,进一步提高压气机性能,得到性能更优的设计模型。具体工作如下:完成了离心压气机设计及仿真工作。根据车载燃料电池的要求,利用Compal、Ax Cent和Turbo Grid对离心压气机进行一维设计计算、三维造型设计和网格划分,利用软件CFX对所设计离心压气机进行仿真计算,得到压比2.05、等熵效率77.53%的压气机模型。对仿真结果进行分析发现压气机整体流动情况较稳定,符合设计要求。对离心压气机中产生的叶顶泄露、射流尾迹等非正常流域进行研究,分析了损失模型的产生原因及影响,发现效率有进一步提升的空间。完成了压气机优化设计及仿真工作。为减少初始模型中的损失、提升运行效率,利用Turbo OPT软件对初始模型进行一维多参数优化,优化条件为压比的稳定,优化目标为效率最优,对一维优化模型进行三维造型优化设计,并通过CFX对优化模型进行仿真计算。通过分析对比,优化后压比保持稳定,压气机整体效率提升3.96%,压气机内部的泄露减弱、熵增减小、射流尾迹减弱,且损失出现位置靠后,整体流动得到改善。研究了叶顶间隙大小与分流叶片长度对压气机性能的影响。通过设置四种不同的叶顶间隙数值对压气机进行数值模拟,发现随着叶顶间隙的减小,离心压气机内部流场得到明显改善,压气机整体性能也有较大提升。在分流叶片合理长度分布范围内,建立四种不同长度分流叶片模型,随着分流叶片长度的增加,压气机整体性能降低,但是降低幅度不明显,对压气机气动性能影响不大。
佟鼎,刘贵升,林森,宋志伟,王宪磊,贾晓亮,马锦荣[2]（2021）在《车用跨声速离心压气机高原适应性改进设计》文中进行了进一步梳理针对某增压器原机高原适应性不足的问题,开展了一维初始目标设计和详细的三维流动仿真分析,对车用跨声速离心压气机进行了高原适应性改进设计。通过降低叶片后弯角、增加叶片数进而增加叶轮做功能力来提升压比。通过叶片细节设计,包括分流叶片前掠和出口曲线掠型进一步优化压气机性能,最终通过了试验验证,在原机的基础上成功优化设计了高压比离心压气机,满足了发动机的使用需求。
任保亮[3]（2019）在《基于流线曲率法的组合压气机特性预测研究》文中进行了进一步梳理本文基于准正交流线曲率法推导了适用于组合压气机的压力梯度控制方程,发展了一种新型通流计算方法,以C++程序语言设计了一套适用于轴流、离心及组合压气机的流线曲率法特性预测程序,有效用于压气机通流特性预测。基于发展的通流特性预测方法,首先针对轴流压气机,引入了各经验模型,包括参考冲角、落后角、损失及堵塞模型,分别计算了跨音速单转子及三级亚音速轴流压气机的通流特性,通过与实验结果的对比,验证了该方法的合理性及采用经验模型的准确性。此外,通过不同环壁堵塞模型在通流特性预测的对比研究中发现,适当的堵塞模型可进一步提高预测精度。其次针对离心压气机,引入了叶轮及无叶扩压器的经验模型,进行了适当的展向及流向分布拓展研究,分别计算了高/低压比离心压气机的通流特性,通过与三维CFD模拟结果的对比,也验证了引入经验模型的准确性及二维拓展研究的合理性。最后,整合轴流及离心压气机通流特性预测程序,完成了基于流线曲率法的组合压气机通流特性预测程序,并对某一轴流-离心组合压气机进行了特性预测与分析,结果表明该程序在特性预测中具有一定的参考价值。此外还详细分析了特性预测误差产生原因,也为程序的进一步修改与完善提供了方向。本文开发的流线曲率法特性预测程序能快速、有效地评估组合压气机通流特性,是性能预测与分析的有效工具。
李成真[4]（2019）在《高速直驱曝气风机气动优化设计》文中进行了进一步梳理随着国际能源形势的加剧,绿色、文明、可持续的发展理念越来越深入人心,高效节能设备的设计研发受到广泛关注。在污水处理行业中,鼓风曝气系统的耗电量庞大,约占全部耗电量的30%50%。曝气风机作为系统的核心,在水处理行业前景广阔,通过改善风机性能节约的电量将会非常可观,符合节能减排的发展趋势。本课题以某离心式曝气风机为研究对象,以高效节能为出发点,运用全三元流仿真计算手段,借助透平机械专业软件Concepts NREC和NUMECA,对风机各部件展开气动设计与优化分析。首先,曝气风机的优化设计从叶轮入手,通过改变叶顶间隙尺寸以及分流叶片长度来优化叶轮。调整叶轮进出口的间隙尺寸,使其在0.2-0.6mm范围内变化,利用FINE/Turbo对不同间隙的叶轮模型求解。对比分析叶顶间隙变化时的叶轮性能,发现增大叶顶间隙时,泄露损失随之增大。综合考虑气动性能和叶轮形变量,选择0.3mm等宽度间隙尺寸作为叶顶间隙设计方案。对于分流叶片,控制其前缘线的轴向位置,从而改变叶片长度。在叶轮的子午流道内存在均匀分布的QO线,使分流叶片前缘在第5—10条QO线范围内变化。对比气动计算结果发现,小叶片前缘位于第8条QO线时叶轮性能最优,而且有效地降低了叶片载荷。经过对叶顶间隙和分流叶片的优化,叶轮等熵效率为90.56%。接下来,根据几何与气动参数对静子部件—叶片扩压器进行设计。扩压器叶片选择抛物线形中弧线,叠加NACA65翼型的厚度分布,通过CREO三维造型并利用FINE/Turbo在级环境下进行数值求解。由于初始扩压器模型的叶背处存在严重的分离涡,在初始模型的基础上改变叶型弯曲角,涡团得到消除,级效率提高2%。在不改变叶栅稠度的前提下,增大叶型弯曲角可以延长叶道对流体的作用长度,是提升级性能的有效手段。另外,讨论了叶片厚度对级性能的影响。改变?c得到不同叶片厚度的扩压器,对比分析后发现,当?c取值为0.07时的级性能优于其他厚度的扩压器,此时等熵效率为87.67%,总压比为1.848。最后,建立非对称圆形蜗壳模型,并将其与叶轮和扩压器进行非匹配连接,在整机环境下进行CFD计算。结算结果显示,设计工况点下风机效率为84.42%,总压比1.807,高于要求值1.78。高速直驱曝气风机的气动设计能够满足要求。纵观离心式曝气风机的气动设计过程,经过叶轮、扩压器以及蜗壳三部分的优化,提高了风机效率和压比,对今后压气机的气动设计具有参考和指导意义。
刘洋[5]（2019）在《跨音速风扇气动优化设计方法与流场特征研究》文中提出鉴于多级风扇/压气机核心设计技术的研发始终在高负荷高通流航空发动机压缩系统的研制中占有重要地位,世界各国在高效、高负荷、高通流以及高可靠性压缩系统领域不惜投入巨资,以此来满足高推重比航空发动机的研制需求。因此,深入理解并研究多级风扇/压气机通道内部流动物理机制,探索利用有限空间内的几何约束引导流体向所需的方向流动,同时合理控制激波与附面层相互干扰,降低气动损失,达到高效热功转换的目的,并在此基础上发展相关的压缩系统优化设计技术,将是一条拓展现代先进航空发动机综合性能极具潜力的技术途径。本文以已经公布实验数据的NASA Stage-67两级跨音速轴流风扇的设计参数为基础,通过一维、准三维和全三维的设计方法对该两级跨音速风扇进行气动设计研究,通过三维CFD技术获取跨音速风扇通道内详细流场结构参数与性能参数,深入分析多级环境下跨音速扩压流动与通道几何边界之间的关联特征。在此基础上,建立了该两级跨音速风扇通道（端壁+叶片）的优化设计方法,并开展相关的气动优化设计研究与内部流场诊断分析。最终,获得了气动性能提升的新型两级跨音速风扇气动布局、相关的性能与流场结构数据。本文针对两级跨音速风扇通道端壁几何及其相关的流体动力特性进行深入分析,在准三维层面上提出了一种较为普适的具有“前凹后凸”特征的跨音速风扇轮毂型线结构,并通过本文所建立的准三维端壁优化设计平台进行了验证与分析,同时在三维级环境下也收到良好的效果,两级跨音速风扇的通流能力、总压比与绝热效率均获得了提升。在两级风扇端壁气动优化设计的基础上,通过本文建立的全三维气动优化设计方法与优化平台,针对第一、二级动叶开展了中弧线优化以及第二级动叶进口几何角+中弧线的匹配优化研究,并详细分析了优化前后叶片通道的流场特征、性能参数以及与几何边界的关联规律。研究结果表明,第一级动叶优化方案的优化效果重点体现在非设计转速中,尤其是70%、80%和90%转速。在总压比基本与原型设计方案维持一致的前提下,最大绝热效率提升幅度明显。第二级动叶优化方案的优化结果在设计转速下存在优势,但是在非设计转速下的压比特性明显低于第一级动叶优化方案。究其原因可以归结为:通道边界的几何修改,合理地调整了激波结构,导致激波位置向下游移动,且降低了动叶顶部的激波强度,从而削弱了激波损失以及激波与当地附面层的干扰强度。同时,通过优化两列动叶几何角与叶型中弧线,调整了叶片表面的压力梯度,气动负荷重新分配,有利于降低近壁附面层的分离强度与尺度,降低二次流损失。此外,该项研究工作也表明,单个叶片设计点的优化设计,尽管风扇的性能在该点上获得了提升,但是在非设计工况甚至非设计转速条件下,压缩系统的整体性能也未必获得拓展。因此,需要通过对流动的进一步深入分析,发展更一般的优化设计技术才能更好地解决多级风扇/压气机在全工况下的性能拓展问题。
刘君男[6]（2019）在《4MW燃气轮机离心压气机第二级设计和研究》文中提出微、小型燃气轮机作为典型的分布式能源动力装置,有着不错的应用前景。离心压气机因具有单级压比高、结构紧凑等优点而广泛应用于微、小型燃气轮机的压气机部件中。因此,离心压气机的设计研究对于微、小型燃气轮机的发展关系重大。本文对某4MW工业用燃气轮机的第二级离心压气机部分进行设计和研究。首先,运用Concepts NREC软件完成叶轮和叶片扩压器的设计。叶轮按要求限制轴向尺寸,扩压器采用先单列后串列的方式进行设计。通过NUMECA软件对设计结果进行数值模拟,并依据计算结果调整相关参数以期得到较优方案。随后,针对设计叶轮展开了叶顶间隙、分流叶片长度和周向位置分布对叶轮性能影响的研究,结果表明:（1）叶轮的性能基本与叶顶间隙成正比,小间隙能够有效抑制间隙流对叶轮内部流动的不利影响,减少跨叶片周向流动的气流量。另外,间隙的影响区域主要分布在叶轮流道的后半部。（2）经ANSYS有限元分析后,认为适合本叶轮的推荐间隙值为0.3mm。（3）分流叶片过长和过短都会对叶轮流场造成不利影响,分流叶片的长度存在一个兼顾性能和稳定性的最佳值。对于本叶轮,当分流叶片中弧线/主叶片中弧线=0.63时,叶轮性能最佳。（4）分流叶片周向位置能够改变叶片两侧通道的流动情况,并能够影响叶顶间隙流在两通道内的分布。对于本叶轮,当分流叶片位于相邻主叶片正中间时,叶轮有着最佳的性能,且分流叶片向主叶片吸力面偏置时对流场的恶化程度较向压力面偏置时更高。最后,研究了串列叶栅扩压器后排周向位置对压气机性能的影响。将串列叶栅后排叶片在同一节距内选取6个均匀分布的角度,分别记作位置1-位置6。对这6组方案进行数值计算同时与单列叶片扩压器进行对比。结果表明:串列叶栅扩压器相比单列扩压器有着更高的性能和稳定性,且具有更高的静压恢复系数和均匀的出口速度分布;不同后排位置的压气机出口径向速度和气流角分布也存在较大差异,且能够改变前排气流分离带来的影响。经分析,认为后排叶片前缘距前排叶片压力面约1/3节距时,压气机有着最佳的性能。
熊恒[7]（2019）在《微型涡喷发动机设计点辨识与表征》文中研究表明微型涡喷发动机是微型无人侦察机、微小型制导弹药等飞行器的动力装置,其性能参数直接决定了飞行器的性能。目前,随着这些飞行器的性能朝着续航能力强、机动性高、隐身性好以及尺寸微型化等方面的发展,对微型涡喷发动机的结构尺寸以及推重比提出了更高的要求。发动机设计点辨识的过程就是要找到发动机的气动热力学参数和尺寸参数对发动机性能指标的影响规律。为了设计出尺寸小、推重比大的微型涡喷发动机,本文对微型涡喷发动机进行了结构设计,并对微型涡喷发动机进行了设计点的辨识与表征。首先,对微型涡喷发动机的核心部件压气机和涡轮机进行了气动设计和结构设计;其次,对压气机和涡轮机进行了流体动力学仿真分析,并将分析的结果作为设计点辨识与表征的样本库;然后,对压气机的关键零件离心叶轮和涡轮机的关键零件向心涡轮分别设计了基于BP神经网络的辨识模型,并通过Matlab中的神经网络工具箱对模型进行验证。验证结果表明:针对离心叶轮和向心涡轮分别设计的BP神经网络辨识模型能够对离心叶轮和向心涡轮进行设计点辨识与表征。最后,设计了微型涡喷发动机叶轮测试实验台,并用该实验台对叶片入射角为60°、出口后弯角为45°的离心叶轮和气流进口角为60°、气流出口角为-30°的向心涡轮进行了进出口压力测量实验。实验结果表明:通过实验测得的离心叶轮和向心涡轮进出口压力比与通过BP神经网络辨识模型预测的压力比的差值在误差允许的范围内符合要求。从而验证了该BP神经网络辨识模型的准确性。
石广浩[8]（2018）在《总压比11离心压气机气动设计探索》文中指出压气机作为三大核心部件之一,其性能好坏直接影响着航空/舰船/地面燃气轮机整机性能。离心压气机以级压比高、结构简单、尺寸小等特点在涡轴/涡桨发动机与中小型燃气轮机中获得广泛应用。随着整机性能要求不断提高,对高压比离心压气机需求日渐增加。尽管离心压气机流动三维性极强,其设计理论与体系的多层次性依然清晰:一维设计给出方案、通流设计给出详细流动、造型给出三维叶片几何、三维CFD分析优选,但针对总压比11这样高压比离心压气机,其气动设计仍极为困难,主要体现在通流设计的可参考性渐失。在此技术背景下,本文对总压比11离心压气机进行了气动设计探索。首先,为了保证气动设计中CFD工具使用的可靠性,本文对所使用CFD软件针对离心压气机案例进行了详细校验。其次,对课题组现有离心压气机气动设计系统基本原理进行了解读和介绍,并对其中一维方案设计和通流设计程序进行了初步校验,以保证设计工具使用的准确性。基于上述气动设计系统,以总压比11、效率不低于77%为设计指标,开展了高压比离心压气机级的气动设计,期间,由一维方案设计获得该高压比离心压气机的总体几何参数,并通过反复特性评估,进行参数优选,确定总体设计方案;在此基础上,采用通流程序进行详细设计,获得叶片前、尾缘处相对气流角分布,形成后续叶片造型设计的参考依据;采用任意中弧线造型后,经与三维CFD分析反复迭代优化完成了最佳叶轮详细设计;最后根据径向扩压器设计准则,确定径向扩压器尺寸参数,结合压气机级的三维CFD反复修正获得最佳设计结果。最终,三维CFD分析显示,所设计离心压气机设计工况总压比为11.7、绝热效率77.2%、工作裕度11.3%。最后分析了分流叶片层级及叶顶间隙等参数对离心叶轮气动性能的影响,结果表明,增加分流叶片数目可以提高叶轮压比和裕度,但过多的分流叶片会增加损失。叶顶间隙对于流动并不全是负面影响,存在较小的叶顶间隙可以改善叶轮的流动情况。
刘俊[9]（2018）在《叶轮前缘掠和子午型线对离心压气机气动性能的影响研究》文中研究说明离心压气机结构紧凑、工艺性好、单级压比高,作为高速、精密的重要装备,广泛应用于航空、石油化工、建筑、以及气力输送等部门。叶轮作为离心压气机的核心部件,其工作性能直接关系到整个系统的性能和可靠性。而叶轮叶片的掠技术和子午型线的优化,都可以促进离心压气机的性能提高,但其在离心压气机中的作用机理不明确,对内部流动情况的影响不清晰,因此深入研究掠技术和子午型线对离心压气机的气动性能的影响具有指导意义。本文主要研究内容:（1）根据离心压气机的结构,建立三维模型,对叶轮和蜗壳进行不同网格精度的划分,通过CFX软件的数值模拟,分析其结果,确定所采取网格的最小精度,排除网格精度对仿真结果的影响。（2）搭建高速高效离心压气机实验台,通过实验得到实际特性曲线图;然后对该离心压气机进行数值仿真,计算出仿真的特性曲线,对这两个特性曲线图进行对比验证,证实数值仿真方法的可靠性。（3）以不掠的离心压气机作为初始模型,通过修改分流叶片的前缘掠角,得到3组前掠和3组后掠,对不同的分流叶片前缘掠角进行数值仿真,得出各组气动性能参数,对比各组的特性曲线图,分析分流叶片前缘掠对离心压气机气动性能的影响。（4）采用4次Bezier曲线对轮毅子午和机匣的子午型线进行造型,通过分别平移子午型线的中间三个控制点的位置,各得出3组不同的轮毂和机匣子午型线,排列组合成9种组合方式,对不同子午型线的组合方式进行数值仿真,进而分析这种平移控制方式对离心压气机的性能影响,研究其影响的机理。研究掠技术发现:分流叶片前缘前掠使效率、压比增加,失速裕度和稳定工作裕度减小;分流叶片前缘后掠使效率、压比降低,失速裕度和稳定工作裕度增加。研究子午面型线发现:机匣子午型线的中间控制点下移使得压比逐渐降低,效率、失速裕度和稳定工作裕度都先升高后降低;轮毂子午型线的中间控制点下移使得压比和效率升高,失速裕度和稳定工作裕度减小;对比分析机匣和轮毂子午型线对离心压气性能的敏感度,发现机匣子午型线的敏感度要高于轮毂子午型线的敏感度。通过本文的研究,为离心叶轮的设计提供了可参考的依据。
王卓[10]（2018）在《电辅助增压系统离心压气机叶轮设计和优化》文中研究说明近年来,日益严苛的环境和能源问题导致车用发动机朝着小型化、高功率密度和低排放的趋势发展。与此对应,传统的废气涡轮增压器已经越来越不能适应新的法规要求,于是电辅助涡轮增压器应运而生。本文采用电辅助二级增压系统,用来解决柴油发动机采用涡轮增压后出现低速性能恶化的问题,在发动机低速启动工况下,串联的电辅助压气机和废气涡轮增压器同时工作,能够达到快速响应、进气充足、经济性良好的要求。本文的工作重点在于设计出满足电辅助二级增压系统的电辅助压气机叶轮,使设计的离心叶轮在该系统工作中具有良好的性能。首先,本文根据废气涡轮增压发动机的性能要求进行了电辅助二级增压系统压气机匹配计算。确定了压气机在设计点的流量、压比和转速等设计参数。结合电辅助压气机设计原则进行了压气机叶轮和蜗壳初步设计计算,确定了叶轮和蜗壳的基本几何数据。通过Concepts-NREC软件从叶轮优化设计几何参数出发,进行了电辅助压气机的一维初步设计,确定了压气机的初步几何参数和性能参数。然后,在一维初步设计的基础上进行电辅助压气机叶轮的三维设计和几何建模。分析电辅助增压系统中低压级电辅助压气机的性能要求和设计特点,以某型电机驱动的压气机样机为基础,分别分析用于普通车用涡轮增压器的离心压气机叶轮J90性能,以及样机的压气机叶轮JE90性能。通过对比分析两种不同应用场合的叶轮的子午流道外形、叶片角分布和叶片载荷分布存在的差异,得到电辅助压气机叶轮的设计几何规律和策略。在此基础上利用叶轮设计方法和设计策略,进行电辅助压气机叶轮三维造型,得到可运行于低转速范围下的高效压气机设计叶轮。在此基础上,通过NUMECA公司的FINE/Turbo CFD分析软件对该压气机叶轮进行了三维数值仿真计算。得到了满足设计要求的压气机叶轮。接下来,使用NUMECA的FINE/Design3D软件对设计的离心叶轮进行三维气动多目标优化。通过采用超拉丁抽样方法获得遗传算法优化的样本库,使用人工神经网络的近似模型进行多目标优化,使设计叶轮的性能得到优化。优化结果表明:叶轮在设计点的等熵效率由优化前的0.8293提高到0.841,提高的幅度为1.4%;总压比由优化前的1.274提高到1.277,提高的幅度为0.24%。叶轮的喘振点位置由优化前的0.11kg/s向小流量偏移到0.1kg/s。多目标优化使子午流道出口宽度改变,是导致叶轮性能的变化的最主要原因。
二、离心压气机子午流道的快速设计分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、离心压气机子午流道的快速设计分析（论文提纲范文）
（1）车载燃料电池高速离心压气机设计及优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 背景及意义 |
| 1.2 离心压气机研究进展 |
| 1.2.1 离心压气机国内外研究概况 |
| 1.2.2 离心压气机优化设计发展概况 |
| 1.2.3 几何参数对压气机性能影响 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 高速离心压气机数值模拟方法 |
| 2.1 数值模拟方法 |
| 2.2 控制方程 |
| 2.3 湍流模型 |
| 2.4 离散方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 离心压气机设计与仿真 |
| 3.1 压气机一维设计计算 |
| 3.1.1 叶轮设计 |
| 3.1.2 扩压器设计 |
| 3.2 叶轮三维造型设计 |
| 3.2.1 子午流道设计 |
| 3.2.2 叶片角设计 |
| 3.2.3 叶片厚度设计 |
| 3.3 网格划分及无关性检验 |
| 3.3.1 网格划分 |
| 3.3.3 网格无关性检验 |
| 3.4 离心压气机气动性能分析 |
| 3.4.1 变工况空压机性能曲线 |
| 3.4.2 设计点流动分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 离心压气机设计优化与仿真 |
| 4.1 离心压气机优化设计 |
| 4.1.1 一维设计多参数优化 |
| 4.1.2 三维优化设计 |
| 4.1.3 网格划分 |
| 4.2 离心压气机优化模型气动性能分析 |
| 4.2.1 变工况空压机性能曲线 |
| 4.2.2 设计点流动分析 |
| 4.3 优化前后压气机分析对比 |
| 4.3.1 结构对比 |
| 4.3.2 性能对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 不同参数对压气机性能影响分析 |
| 5.1 叶顶间隙对压气机影响 |
| 5.1.1 设计方案 |
| 5.1.2 整体性能对比 |
| 5.1.3 流动分析对比 |
| 5.2 分流叶片长度对压气机影响 |
| 5.2.1 设计方案 |
| 5.2.2 整体性能对比 |
| 5.2.3 流动分析对比 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（2）车用跨声速离心压气机高原适应性改进设计（论文提纲范文）
| 1 设计需求 |
| 2 改进设计 |
| 2.1 初始设计 |
| 2.1.1 叶轮进口 |
| 2.1.2 叶轮出口 |
| 2.1.3 初始叶型 |
| 2.2 详细设计 |
| 2.2.1 分流叶片改进设计 |
| 2.2.2 叶轮出口叶型优化 |
| 2.2.3 叶片厚度分布及结构强度校核 |
| 3 试验验证 |
| 4 结论 |
（3）基于流线曲率法的组合压气机特性预测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 本文研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展动态 |
| 1.2.1 流线曲率法研究现状及发展动态 |
| 1.2.2 经验模型研究现状及发展动态 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 2 流线曲率法通流特性预测方法 |
| 2.1 流线曲率法控制方程 |
| 2.1.1 压力梯度控制方程 |
| 2.1.2 质量方程 |
| 2.2 流线曲率法计算方法 |
| 2.2.1 气动参数计算 |
| 2.2.2 熵增关系式 |
| 2.3 小结 |
| 3 通流特性预测经验模型 |
| 3.1 轴流压气机 |
| 3.1.1 参考冲角模型 |
| 3.1.2 落后角模型 |
| 3.1.3 损失模型 |
| 3.1.4 堵塞模型 |
| 3.2 离心压气机 |
| 3.2.1 叶轮滑移模型 |
| 3.2.2 叶轮损失模型 |
| 3.2.3 无叶扩压器损失模型 |
| 3.2.4 损失模型展向及流向分布 |
| 3.3 小结 |
| 4 轴流及离心压气机程序验证 |
| 4.1 轴流压气机算例分析 |
| 4.1.1 NASA ROTOR37 算例分析 |
| 4.1.2 PW3S1 算例分析 |
| 4.2 离心压气机算例分析 |
| 4.2.1 HPCC算例分析 |
| 4.2.2 某0.1 流量系数离心压气机算例分析 |
| 4.3 小结 |
| 5 组合压气机通流特性预测 |
| 5.1 通流特性预测及误差分析 |
| 5.2 非设计点特性预测 |
| 5.3 小结 |
| 结论及展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A主要符号表 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（4）高速直驱曝气风机气动优化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 叶顶间隙研究进展 |
| 1.2.2 分流叶片研究进展 |
| 1.2.3 扩压器研究进展 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 2 数值计算的理论研究基础 |
| 2.1 流体力学基本方程 |
| 2.1.1 连续方程 |
| 2.1.2 运动方程 |
| 2.1.3 能量方程 |
| 2.2 湍流模型 |
| 2.2.1 Baldwin-Lomax湍流模型 |
| 2.2.2 Spalart-Allmaras湍流模型 |
| 2.2.3 Shear-Stress Transport湍流模型 |
| 2.3 数值模拟软件 |
| 2.3.1 网格处理器 |
| 2.3.2 数值求解器 |
| 2.3.3 后处理器 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 叶轮优化设计 |
| 3.1 曝气风机设计参数及几何模型 |
| 3.1.1 曝气风机技术要求 |
| 3.1.2 叶轮初始方案设计 |
| 3.2 网格无关性验证 |
| 3.3 叶顶间隙对叶轮性能的影响 |
| 3.3.1 数值计算设置及结果 |
| 3.3.2 叶轮内部流场分析 |
| 3.4 分流叶片轴向位置对叶轮性能的影响 |
| 3.4.1 分流叶片设计方案 |
| 3.4.2 数值模拟计算 |
| 3.4.3 叶轮内部流场分析 |
| 3.4.4 叶片载荷分析 |
| 3.5 叶轮最终设计方案及性能曲线 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 叶片扩压器优化设计 |
| 4.1 叶片扩压器设计方法 |
| 4.2 扩压器造型设计 |
| 4.2.1 数值模拟计算 |
| 4.2.2 原始模型流场分析 |
| 4.3 叶片扩压器性能优化 |
| 4.4 叶片厚度对级性能的影响 |
| 4.5 叶片扩压器最终方案 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 排气蜗壳气动设计 |
| 5.1 蜗壳几何造型 |
| 5.2 数值模拟计算 |
| 5.3 整机流场分析 |
| 5.4 曝气风机性能曲线 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 ANACA65-010叶型型面坐标 |
| 致谢 |
（5）跨音速风扇气动优化设计方法与流场特征研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 风扇/压气机的发展概况 |
| 1.3 风扇/压气机的设计体系及内部损失 |
| 1.3.1 风扇/压气机的设计体系 |
| 1.3.2 压缩系统内部流动损失分析 |
| 1.4 风扇/压气机的设计方法 |
| 1.4.1 一维设计方法 |
| 1.4.2 准三维设计方法 |
| 1.4.3 全三维流动分析 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 风扇/压气机气动设计及优化方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 一维、准三维设计 |
| 2.2.1 一维设计 |
| 2.2.2 准三维S2 流面设计 |
| 2.2.3 准三维S1 流面设计 |
| 2.3 叶片的造型方法 |
| 2.3.1 二维叶型构造方法 |
| 2.3.2 三维叶片设计 |
| 2.4 优化设计方法 |
| 2.4.1 端壁型线优化方法及优化平台 |
| 2.4.2 叶片通道优化方法及优化平台 |
| 2.5 全三维数值计算方法 |
| 2.5.1 控制方程 |
| 2.5.2 FINE/TURBO介绍 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 某两级跨音速风扇设计研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 一维气动设计 |
| 3.2.1 设计参数 |
| 3.2.2 一维设计结果分析 |
| 3.3 准三维气动设计与分析 |
| 3.3.1 S2 流面气动性能分析 |
| 3.3.2 S1 流面气动性能分析 |
| 3.4 全三维计算结果分析 |
| 3.4.1 设计工况特性分析 |
| 3.4.2 设计工况主要气动性能分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 风扇端壁准三维优化设计研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 端壁型线流动控制原理 |
| 4.3 气动优化方法验证 |
| 4.3.1 数值模拟与边界条件 |
| 4.3.2 风扇气动性能分析 |
| 4.4 两级风扇/压气机端壁优化 |
| 4.4.1 端壁优化方法 |
| 4.4.2 端壁优化结果 |
| 4.5 优化前后风扇气动性能分析 |
| 4.5.1 准三维气动参数对比分析 |
| 4.5.2 全三维气动参数对比分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 风扇叶片通道三维气动优化设计研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 叶片优化方法 |
| 5.2.1 叶片中弧线优化方法 |
| 5.2.2 叶片气流角优化方法 |
| 5.3 第一级动叶优化 |
| 5.3.1 几何特征分析 |
| 5.3.2 综合特性分析 |
| 5.3.3 风扇叶片负荷分析和局部流场诊断 |
| 5.4 第二级动叶优化 |
| 5.4.1 几何特征分析 |
| 5.4.2 综合特性分析 |
| 5.4.3 风扇叶片负荷分析和局部流场诊断 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（6）4MW燃气轮机离心压气机第二级设计和研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 离心压气机的国内外研究情况 |
| 1.2.1 叶轮设计方法与造型 |
| 1.2.2 离心叶轮性能研究 |
| 1.2.3 叶片扩压器研究 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 2 离心压气机第二级的设计 |
| 2.1 Concepts NREC软件简介 |
| 2.2 基于Concepts NREC的离心叶轮设计 |
| 2.2.1 参数要求 |
| 2.2.2 一维设计 |
| 2.2.3 叶轮三维设计 |
| 2.3 扩压器设计 |
| 2.3.1 扩压器段流道设计 |
| 2.3.2 叶片扩压器设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 数值模拟与模型计算 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数值模拟方法 |
| 3.2.1 控制方程 |
| 3.2.2 湍流模型 |
| 3.3 模型计算 |
| 3.3.1 网格划分 |
| 3.3.2 边界条件与初场 |
| 3.3.3 网格无关性验证 |
| 3.3.4 数据处理 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 第二级离心叶轮的研究 |
| 4.1 叶顶间隙对叶轮性能的影响 |
| 4.1.1 叶顶载荷分布与叶顶静压流线 |
| 4.1.2 基于S3 流面的流动分析 |
| 4.1.3 叶顶间隙流动分析 |
| 4.2 叶轮形变量的有限元分析 |
| 4.3 分流叶片长度对叶轮性能的影响 |
| 4.3.1 B2B面速度矢量 |
| 4.3.2 熵增分析 |
| 4.3.3 某大流量工况分析 |
| 4.4 分流叶片周向位置对叶轮性能的影响 |
| 4.4.1 相对速度 |
| 4.4.2 熵增损失 |
| 4.4.3 叶顶流线分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 串列叶栅扩压器后排周向位置的影响研究 |
| 5.1 研究方案与计算结果 |
| 5.2 结果分析 |
| 5.2.1 压力系数分布 |
| 5.2.2 出口截面径向速度和气流角分布 |
| 5.2.3 几组方案的内流场分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 符号表 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（7）微型涡喷发动机设计点辨识与表征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 第2章 微型涡喷发动机的设计 |
| 2.1 微型涡喷发动机的组成原理 |
| 2.2 微型涡喷发动机的设计 |
| 2.2.1 进气道和离心压气机一体化设计 |
| 2.2.2 燃烧室的设计 |
| 2.2.3 向心涡轮设计 |
| 2.3 微型涡喷发动机设计点 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 压气机与涡轮机流体动力学仿真分析 |
| 3.1 流体动力学分析模型 |
| 3.1.1 控制方程 |
| 3.1.2 湍流模型 |
| 3.1.3 网格划分 |
| 3.2 基于CFX的流体动力学仿真分析 |
| 3.2.1 生成模型 |
| 3.2.2 流体计算域及流体网格的生成 |
| 3.2.3 边界条件和求解器控制设置 |
| 3.2.4 求解器求解 |
| 3.3 离心压气机叶轮与向心涡轮仿真结果分析 |
| 3.3.1 离心压气机仿真结果分析 |
| 3.3.2 向心涡轮仿真结果分析 |
| 3.3.3 不同叶型的离心叶轮仿真结果 |
| 3.3.4 不同叶型的向心涡轮仿真结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 微型涡喷发动机设计点辨识与表征 |
| 4.1 设计点辨识概述 |
| 4.2 BP神经网络辨识原理 |
| 4.3 BP神经网络辨识模型的设计 |
| 4.4 BP神经网络辨识模型的验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 实验 |
| 5.1 实验目的 |
| 5.2 实验过程 |
| 5.2.1 微型涡喷发动机叶轮测试实验台结构设计 |
| 5.2.2 微型涡喷发动机叶轮测试实验台实物搭建 |
| 5.3 实验结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）总压比11离心压气机气动设计探索（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 离心压气机流动机理 |
| 1.2.2 设计方法研究进展 |
| 1.2.3 高压比离心压气机探索 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 离心压气机三维流场CFD分析使用验证 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 数值计算方法 |
| 2.2.1 控制方程 |
| 2.2.2 控制方程的空间离散 |
| 2.2.3 控制方程时间项的离散 |
| 2.2.4 湍流模型 |
| 2.3 Krain压比6离心叶轮校验 |
| 2.3.1 算例介绍 |
| 2.3.2 网格及计算条件 |
| 2.3.3 总体性能 |
| 2.3.4 流动分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 离心压气机设计体系基本原理 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 离心压气机一维方案设计原理 |
| 3.2.1 气动计算方法 |
| 3.2.2 特性计算 |
| 3.2.3 程序验证 |
| 3.3 离心压气机二维通流设计 |
| 3.3.1 流线曲率法理论基础 |
| 3.3.2 流线曲率法求解步骤 |
| 3.3.3 程序验证 |
| 3.4 离心压气机三维叶片造型 |
| 3.4.1 离心压气机三维叶片造型方法总述 |
| 3.4.2 任意中弧线的三维构造方法 |
| 3.4.3 厚度分布曲线拟合方法 |
| 3.4.4 厚度施加方法与三维叶片造型结果展示 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 压比11离心压气机设计方案 |
| 4.1 压比11离心压气机一维设计 |
| 4.1.1 一维设计参数选取 |
| 4.1.2 一维设计性能 |
| 4.2 压比11离心压气机二维通流设计 |
| 4.3 压比11离心压气机造型设计 |
| 4.3.1 叶片设计 |
| 4.3.2 叶轮总体性能 |
| 4.3.3 流场分析 |
| 4.4 压比11离心压气机扩压器设计 |
| 4.4.1 径向扩压器设计参数的选取 |
| 4.4.2 特性曲线 |
| 4.4.3 流场分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 设计参数对离心压气机性能的影响 |
| 5.1 分流叶片层级影响 |
| 5.1.1 分流叶片分布方案 |
| 5.1.2 性能曲线对比 |
| 5.1.3 流场分析 |
| 5.2 叶顶间隙的影响 |
| 5.2.1 不同叶顶间隙方案 |
| 5.2.2 性能分析 |
| 5.2.3 流场分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 流线曲率法公式推导 |
| 附录 B 符号列表 |
| 致谢 |
（9）叶轮前缘掠和子午型线对离心压气机气动性能的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 掠技术和子午型线 |
| 1.2.1 掠技术 |
| 1.2.2 子午型线 |
| 1.3 国内外研究进展 |
| 1.3.1 离心压气机的设计发展 |
| 1.3.2 掠技术的设计发展 |
| 1.3.3 子午型线的设计发展 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 数值计算方法及实验验证 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 流体运动的基本方程 |
| 2.2.1 连续方程 |
| 2.2.2 动量方程 |
| 2.2.3 能量守恒方程 |
| 2.3 湍流模型 |
| 2.4 离心压气机模型 |
| 2.5 模型网格划分及边界条件处理 |
| 2.5.1 模型的网格划分 |
| 2.5.2 边界条件处理 |
| 2.6 网格无关性验证 |
| 2.7 数值方法的实验验证 |
| 2.7.1 离心压气机试验台介绍 |
| 2.7.2 试验对象及流程 |
| 2.7.3 实验结果 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 分流叶片前缘掠对离心压气机气动性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 分流叶片前缘掠形方案 |
| 3.3 分流叶片前缘前掠方案对比分析 |
| 3.3.1 分流叶片前缘前掠设计方案 |
| 3.3.2 总体性能分析 |
| 3.3.3 内部流场分析 |
| 3.4 分流叶片前缘后掠方案对比分析 |
| 3.4.1 分流叶片前缘后掠设计方案 |
| 3.4.2 总体性能分析 |
| 3.4.3 内部流场分析 |
| 3.5 分流叶片前缘掠型方案对比分析 |
| 3.5.1 分流叶片前缘掠型设计方案 |
| 3.5.2 总体性能分析 |
| 3.5.3 内部流场分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 子午型线对离心压气机气动性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 子午型线设计方案及型线方程和曲率 |
| 4.2.1 子午型线设计方案 |
| 4.2.2 子午型线的方程和曲率 |
| 4.3 机匣子午型线对离心压气机性能的影响 |
| 4.3.1 总体性能分析 |
| 4.3.2 内部流场分析 |
| 4.4 轮毂子午型线对离心压气机性能的影响 |
| 4.4.1 总体性能分析 |
| 4.4.2 内部流场分析 |
| 4.5 机匣子午型线和轮毂子午型线的敏感度对比 |
| 4.5.1 总体性能分析 |
| 4.5.2 内部流场分析 |
| 4.6 本章结论 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间所获得的科研成果 |
（10）电辅助增压系统离心压气机叶轮设计和优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 电辅助涡轮增压系统国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 电驱动空压机在燃料电池汽车上的应用 |
| 1.4 本课题的主要研究内容 |
| 第二章 电辅助涡轮增压系统匹配计算和压气机初步设计 |
| 2.1 电辅助涡轮增压系统概括 |
| 2.1.1 电辅助涡轮增压系统分类 |
| 2.1.2 电辅助涡轮增压系统比较 |
| 2.2 离心压气机气动设计方法 |
| 2.3 电辅助涡轮增压系统匹配计算 |
| 2.3.1 发动机基本参数 |
| 2.3.2 增压参数确定 |
| 2.3.3 压气机初步热力学计算 |
| 2.4 电辅助压气机初步设计仿真计算 |
| 2.4.1 压气机初步设计结果 |
| 2.4.2 压气机初步设计中的原则 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 电辅助压气机叶轮三维设计和性能分析 |
| 3.1 压气机叶轮数值计算和性能分析 |
| 3.1.1 压气机叶轮数值计算方法 |
| 3.1.2 压气机叶轮数值计算结果 |
| 3.2 JE90叶轮和J90叶轮对比 |
| 3.2.1 外形尺寸对比 |
| 3.2.2 性能MAP图对比 |
| 3.2.3 内部流场对比 |
| 3.2.4 叶型对比 |
| 3.3 电辅助压气机叶轮三维设计 |
| 3.3.1 压气机叶轮三维设计中的原则 |
| 3.3.2 电辅助压气机叶轮几何造型确定 |
| 3.3.3 电辅助压气机叶轮仿真计算及性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 电辅助压气机叶轮气动优化设计 |
| 4.1 Design3D中优化设计方法 |
| 4.2 电辅助压气机叶轮优化过程 |
| 4.2.1 叶型参数化 |
| 4.2.2 制定CFD分析流程 |
| 4.2.3 数据库样本生成 |
| 4.2.4 多目标优化 |
| 4.3 电辅助压气机叶轮优化结果 |
| 4.3.1 优化前后叶轮叶型对比 |
| 4.3.2 优化前后叶轮性能对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
四、离心压气机子午流道的快速设计分析（论文参考文献）
- [1]车载燃料电池高速离心压气机设计及优化[D]. 史成龙. 青岛大学, 2021
- [2]车用跨声速离心压气机高原适应性改进设计[J]. 佟鼎,刘贵升,林森,宋志伟,王宪磊,贾晓亮,马锦荣. 车用发动机, 2021(02)
- [3]基于流线曲率法的组合压气机特性预测研究[D]. 任保亮. 大连理工大学, 2019(02)
- [4]高速直驱曝气风机气动优化设计[D]. 李成真. 大连理工大学, 2019(03)
- [5]跨音速风扇气动优化设计方法与流场特征研究[D]. 刘洋. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [6]4MW燃气轮机离心压气机第二级设计和研究[D]. 刘君男. 大连理工大学, 2019(02)
- [7]微型涡喷发动机设计点辨识与表征[D]. 熊恒. 长春理工大学, 2019(01)
- [8]总压比11离心压气机气动设计探索[D]. 石广浩. 北京理工大学, 2018(07)
- [9]叶轮前缘掠和子午型线对离心压气机气动性能的影响研究[D]. 刘俊. 湘潭大学, 2018(02)
- [10]电辅助增压系统离心压气机叶轮设计和优化[D]. 王卓. 北京理工大学, 2018(07)