一种两级增压系统高低压级涡轮的仿真方法与流程

技术特征：
1.一种两级增压系统高低压级涡轮的仿真方法，其特征在于，包括：s10、构建两级增压系统中高压级涡轮和低压级涡轮的仿真模型，并设置边界条件；s20、将低压级涡轮进口设置总温、总压，出口设置均匀静压，利用cfd软件对低压级涡轮进行数值计算，得到均匀进气条件下低压级涡轮的仿真计算结果及低压级涡轮流量；s30、按照预设规则选取高压级涡轮计算工况，对高压级涡轮进口设置总温、总压，出口设置步骤s20中的低压级涡轮流量，再利用cfd软件对高压级涡轮进行数值计算，得到高压级涡轮的出口的流场分布数据，包括：高压级涡轮出口非均匀的总压、速度场；s40、将低压级涡轮的进口设置步骤s30中高压级涡轮出口非均匀的总压、速度场；低压级涡轮的出口设置步骤s20中的低压级涡轮流量，利用cfd软件对低压级涡轮进行数值计算，得到非均匀进气条件下低压级涡轮的仿真计算结果；s50、将步骤s40得到的非均匀进气条件下低压级涡轮的仿真计算结果和步骤s20得到的均匀进气条件下低压级涡轮的仿真计算结果进行对比分析，得到均匀进气和非均匀进气条件下对低压级涡轮性能的影响规律并指导削弱此影响。2.根据权利要求1所述的一种两级增压系统高低压级涡轮的仿真方法，其特征在于，所述步骤s10中，构建两级增压系统中高压级涡轮和低压级涡轮仿真模型，包括：高、低压级涡轮分段建模，首先完成蜗壳网格的划分，其次对叶轮进行网格划分，最后整合涡轮级网格；其中包括：计算域的划分；所述计算域的划分包括：高压级涡轮入口与排气管出口管径相同，高压级涡轮出口的圆台形状延长段与低压级涡轮入口相接，圆台底部半径与低压级入口相同；在低压级转子出口处设有圆柱形延长段，延长到低压级涡轮箱出口处。3.根据权利要求1所述的一种两级增压系统高低压级涡轮的仿真方法，其特征在于，所述步骤s50中涉及步骤s20和步骤s40的仿真结果的对比分析包括：均匀进气条件和非均匀进气条件下低压级涡轮效率特性变化数据；均匀进气条件和非均匀进气条件下低压级涡轮流量特性变化数据；均匀进气条件和非均匀进气条件下低压级涡轮箱内部总压损失系数的变化数据；均匀进气条件和非均匀进气条件下低压级涡轮叶轮入口相对气流角沿叶高方向的分布变化数据；均匀进气条件和非均匀进气条件下低压级涡轮叶轮入口相对气流角周向分布变化数据。

技术总结
本发明公开了一种两级增压系统高低压级涡轮的仿真方法，其中，该方法的步骤较为简便，设置条件合理；可准确模拟耦合畸变效应对低压级涡轮性能的影响，并实现对该影响的定量和定性分析，基于分析结果可指导改进如何消除该影响。即：得出上游高压级涡轮出口非均匀旋流带来的下游低压级涡轮进口旋涡特性及涡轮级间耦合畸变对低压级涡轮性能的影响，从而指导设计出削弱此种影响的结构，进一步提高匹配了两级增压系统的发动机性能。级增压系统的发动机性能。级增压系统的发动机性能。


技术研发人员：施新 陈雪康
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：2021.08.11
技术公布日：2021/10/15