柴油机涡轮增压器气动噪声研究-动力机械及工程专业毕业论文.docx

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工学硕士学位论文
柴油机涡轮增压器气动噪声研究
硕士研究生:刘扬
指导教师:张文平 教授学位级别:工学硕士
学科、专业:动力机械及工程
所在单位:动力与能源工程学院论文提交日期:2015 年 1 月论文答辩日期:2015 年 3 月学位授予单位:哈尔滨工程大学
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A Dissertation for the Professional Degree of Master
Study on the aerodynamic noise of diesel engine turbocharger
Candidate: Liu Yang
Supervisor: Wenping
Academic Degree Applied for: Master
Speciality: Power Machinery and Engineering
Date of Submission: Jan, 2015
Date of Oral Examination: Mar, 2015
University: Harbin Engineering University
哈尔滨工程大学
学位论文原创性声明
本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
作者(签字):
日期: 年 月 日
哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明
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作者(签字): 导师(签字):
日期: 年 月 日 年 月 日
摘 要
涡轮增压器是增压柴油机的重要部件,由于涡轮增压器的转速和压比的不断提高, 涡轮增压器的气动噪声问题日益凸显,增压器噪声成为船用柴油机的主要噪声源之一。国内外学者主要从产生机理、数值预测和控制方法三方面研究了旋转机械的气动噪声。分析涡轮增压器的噪声源,研究增压器气动噪声的产生机理与控制方法具有十分重要的意义。
首先,根据增压器设计图纸,采用三维建模软件建立增压器压气机和涡轮的流道模型。基于增压器几何模型,采用专业网格划分软件,对压气机和涡轮各部分流道进行区域离散。
基于 CFD 方法,采用单通道对压气机和涡轮的内部流场进行数值模拟,计算压气机的特性曲线,并与实验值吻合良好;分析压气机和涡轮流场特性,得到脉动压力, 其频谱关系与理论值吻合良好。
基于 CFD 和 IBEM 方法计算压气机入口和涡轮出口管口 1m 处气动噪声的声压, 通过频谱分析,压气机和涡轮气动噪声主要由以叶片通过频率为基频的离散噪声和宽频噪声组成。增压器声压级由离散噪声的声压级决定。噪声的最大值出现在位于一阶叶片通过频率处,随着离散噪声谐次的增加,离散噪声的声压级呈明显的下降趋势; 本文的计算结果为增压器的低噪声设计和优化提供了依据和参考。
关键词:柴油机;涡轮增压器;计算流体力学;边界元;气动噪声
ABSTRACT
Turbocharger is an important part of the turbocharged diesel engine. Due to the increase of mass flow rate and pressure ratio of the turbocharger, aerodynamic noise of turbocharger has e more apparent. And the turbocharger noise es one of the major noise sources of the main engine system of the ship. Domestic and foreign scholars study the generation m