变几何涡轮增压器关键技术分析

变几何涡轮增压器（英文缩写VGT）属于国家高新技术成果转化项目,是国家节能降耗缓解石油资源紧缺,强制控制发动机排放污染的急需项目,该技术被誉为内燃机发展史上第二个里程碑。开展汽车发动机节能降耗、降低排放烟度、提高低速,当前最现实可行的技术方法之一就是应用变几何涡轮增压器。它解决了常规的废气涡轮增压器存在的油耗大、低速扭矩特性差、起动响应慢和低速排放烟度大等缺陷。     

变几何涡轮流动机制及气动性能数值模拟研究

使用CFD软件对某发动机高低压涡轮,通过调节高压涡轮导叶安装角度改变喉道面积,对安装角变化前后涡轮的性能及其流场的变化进行了数值模拟。详细分析了当高压涡轮导叶几何可调时,高、低压涡轮等熵效率、进口流量、反力度、出口总压损失系数、进出口气流角的变化规律。结果表明,通过调节高压涡轮导叶安装角,可有效控制涡轮进口流量,有效调节焓降在级间的分配。高压涡轮导叶打开或关闭,打开5°时效率有一定的提高,关闭时效率下降十分严重。高压涡轮导叶可调将对低压涡轮性能和流场造成一定的影响。     

二级套合结构实验变差函数的几何拟合

叠加地球化学场表现为各地球化学元素的变差函数具有双重套合结构。拟合实验变差函 分解叠加地球化学场的关键。本文依据地球化学场自相关与自相似的内在联系，提出用多标度分形谐方法拟合具有二级套合结构的实验变差函数。     

具有可变几何喷嘴的增压器轴流涡轮热力计算方法

本文提出具有可变几何喷嘴的增压器轴流涡轮热力计算方法。引入三个脉冲系数将脉冲涡轮按等压涡轮计算。给定通流部分尺寸,利用可变几何喷嘴来满足所驱动压气机和涡轮的配合。考虑各部实际损失,采用吴仲华燃气热力性质表迭代计算求出反动度、喷嘴出气角和喉口面积。可给定废气初温时迭代所需的初压或给定初压时迭代所需的初温,并算出涡轮当量通流面积。计算结果表明迭代计算是收敛的,算出的喷嘴喉口面积与实际相符。     

涡轮弯扭叶片的几何造型

现代涡轮叶片是弯曲、扭转、变截面复杂流线型面,一般无法解析表达,为满足叶片型面数控加工要求,针对给定若干叶片截面上型值点的情况,采用节点号参数化双三次Ｂ样条插值曲面对完整弯扭叶片进行三维造型,并提出考察造型型值点网格密度是否满足加工精度要求的判断准则,实际加工证明,此算法简洁,稳定,适合涡轮叶片加工的工程需要。     

变分学在微分几何中的一些应用

本文用变分学观点统一讨论测地线、极小曲面、极小子流形、调和映照、Yang-Mills场;导出 J.Eells 最近提出的指数调和映照的第一变分公式,并讨论这些几何对象间的关系.     

存在热斑旋流时变几何导叶弯曲对涡轮级气热特性的影响

针对变几何涡轮导叶端区复杂二次流动和传热问题,采用数值模拟方法对某型燃气轮机高低压两级涡轮进行了三维计算,分析了存在进口热斑旋流时,变几何导叶弯曲对高压涡轮级端区流动及传热特性的影响。结果表明:静叶正弯引起气流的径向流动,从而有效抑制了泄漏涡的形成,降低了静叶端壁载荷及端区二次流强度,有效削弱了变几何导叶带来的端区附加损失,且随着正弯角度的增加效果愈明显;静叶正弯抑制了热斑高温核心的径向扩散,但在旋流的带动作用下使得静叶端区温度增加;相比于静叶,动叶叶顶的平均温度和平均传热系数受旋流方向的影响更大,且反向旋流始终大于正向旋流。变几何导叶的大角度正弯设计虽然增加了静叶端区的平均温度,但有效降低了静叶端区的传热系数和动叶叶顶平均温度,降低了端区热负荷。     

涡轮增压氢发动机加速特性的分析和改进

发动机废气驱动涡轮增压器可以提高发动机的升功率 ,而涡轮增压器突然加速的响应滞后为增压氢发动机用于车辆牵引产生了特有的困难。该文研究了发动机瞬态特性的相关问题 ,如调速器特性、喷氢装置特性、发动机和增压器的速度变化 ,涡轮增压器的工况迁移和参数的变化等。研究表明 ,涡轮当量通流面积的变化对发动机的过渡特性影响不大 ,减小涡轮增压器转动惯量和充气加速涡轮可以改善增压氢发动机的加速性能     

抛射体运动的两个几何特性

讨论了抛射体运动的两个几何特性     

变截面涡旋膨胀机几何模型分析

提出一种由不同基圆半径的圆渐开线组成的新型变截面涡旋膨胀机,论述型线的生成方法,给出型线的一般方程,建立一系列圆渐开线变截面涡旋膨胀机的几何模型,并分析控制系数对变截面涡旋膨胀机容积变化的影响.构建传统等截面、变截面涡旋膨胀机的几何模型,对比分析几何模型的优劣.结果表明：提出的新型变截面涡旋膨胀机模型不但具有传统变截面模型的优点,而且可以大幅度减少计算量,并在一定程度上丰富了变截面涡旋膨胀机的种类,为开发高性能的涡旋膨胀机提供借鉴.     

导流叶片两端间隙不同分配对可调向心涡轮性能影响

针对现有可调涡轮产品缺少喷嘴环叶片两端间隙约束机构现状,选取三种典型喷嘴环叶片间隙分布模型,用数值方法研究喷嘴环叶片两端间隙不同分配对涡轮级性能影响,并找出导致涡轮性能变化的相关机理,为提高可调向心涡轮在非设计工况下性能提供参考. 研究结果表明:在小开度情况下导流叶片两端间隙变化导致涡轮级效率差别至少为4％,且流动损失变化主要集中在转子段;导流叶片间隙泄漏流中气体气流角小于主流气体,因此间隙分布变化可以改变转子叶片吸力面前缘附近分离涡位置,从而改变转子叶轮通道内部流动损失,最终影响涡轮性能.      

脉冲进气条件下弹性约束导叶可变几何涡轮性能研究

文中基于可调涡轮弹性约束导叶的概念,采用流固耦合方法研究了在脉冲进气条件下,弹性约束导叶涡轮的非稳态特性以及脉冲幅值和频率对其性能的影响,通过与传统可调涡轮对比,分析了弹性约束导叶可调涡轮性能发生变化的原因.结果表明,脉冲进气幅值越小,频率越低,弹性约束导叶可调涡轮相对传统可调涡轮流量提升率越大,输出功率提升率越大,效率下降率越低.通过对转静子进口气流角以及导叶出口压力损失分布的分析,论证了弹性约束导叶涡轮性能对脉冲幅值和频率发生变化的原因.      

变距供送螺杆数学模型的研究

以3段式变距螺杆为研究对象,通过对原数学模型仿真,找到螺杆螺旋线存在干涉的原因。依据供送容器的输送方式,推导供送变距螺杆新数学模型,仿真发现新数学模型可消除供送过程中出现的“挤瓶”现象。采用实测和仿真结合的方法,通过现场测试数据和仿真提取数据比对,验证了新数学模型的正确性。     

一种新型变几何桁架机器人机构位置分析

提出一种由三个四面体和一个八面体并联组成的新型变几何桁架机器人的机构，并对其进行了结构和位置分析，推导出直接位置和间接位置的显式解析解，为该机构的运动学和动力学分析打下了基础．结果表明，这种机构在位置分析中具有计算简单、计算精度高的特点，可以满足机器人机构实时控制的需要．     

变转速风力机全系统性能分析

研究了变转速风力机整个运行过程的仿真分析方法,得到了在不同风速下功率、转速、主要载荷等各种性能的稳态变化曲线.引入控制模型实现对变转速风力机功率与转速的控制,所采用的整机模型考虑了各种误差修正,具有较高的可靠性.集成以上模型开发了计算软件,计算结果与国外大型商业软件进行对比,取得了良好的一致性.     

汽轮机润滑油系统数学模型及仿真

为保证汽轮机润滑油系统的安全可靠运行 ,建立了汽轮机润滑油系统的动态数学模型 ,对润滑油系统故障进行了仿真分析。仿真试验表明 ,该数学模型能正确反映系统的动态特性 ,可为故障诊断提供理论依据     

脉动调节式可变喷嘴涡轮特性计算

为了更有效地利用发动机排气脉冲波的能量,提出了一种新型脉动调节式可变喷嘴涡轮(VNT).以JK90S可变喷嘴涡轮为研究对象,利用叶轮机械CFD软件NUMECA,对常规VNT和脉动调节式VNT进行了数值计算研究.计算结果表明,与常规VNT相比,脉动调节式VNT在脉冲波能量利用方面具有明显优势,在相同的工况条件下,脉动调节式VNT的实际功率和膨胀比与常规VNT相比分别增加了36.8%和24.8%.     

VGT对柴油机排放性能影响的试验研究

将VGT60应用于YN4100QBZ柴油机上,建立了试验台架,确定了试验方法.利用VGT实时监控系统,进行了系统全面的试验.对各种负荷和转速工况下的大量试验数据进行了整理分析,并与原机的排放性能进行了对比,得出了稳态工况下VGT对于柴油机排放性能的影响特点和规律;通过自由加速试验研究了VGT对于自由加速烟度的影响,为实现电控VGT与柴油机在全工况范围内的优化匹配控制提供了基本数据和策略.     

变风速下风力机叶片载荷特性研究

根据风力机的气动理论,并考虑风切变和风力机结构、几何参数的影响,建立了风力机叶片的气动载荷计算模型。以基本风速、渐变风速、阵风风速和脉动风速4种风速类型建立了变风速模型,并应用于叶片载荷计算模型,实现变风速下的叶片气动载荷的计算。以某MW级风力机为对象,给出了数值计算流程并进行了实例计算,结果显示:风力机叶片的气动载荷主要分布在叶片的中段和叶尖,且载荷大小随风速起伏变化,叶根的气动载荷随风速变化的趋势不明显,风速较大时,叶片上的载荷波动较为显著。结果可为叶片的结构设计和动力学分析提供参考。