【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及旋转机械，尤其涉及一种扩压器优化设计方法。
技术介绍
1、离心压气机由于具有单级压比高、工作范围广、结构简单紧凑、零部件少、可靠性高等优点在增压器中得到了广泛的应用。现代高性能增压器的需求使得压气机的压比不断提高，然而高压比使得离心叶轮出口气流很不均匀，再加上扩压器入口与离心叶轮出口之间距离很小，两者之间存在强烈的非定常相互作用，同时高压比使得径向扩压器进口马赫数增加，甚至出现超音，进一步恶化叶轮与扩压器之间的匹配，降低离心压气机的效率和工作范围，导致紧凑高效的扩压器的设计非常具有挑战性。
2、针对离心压气机在近失速工况点运行时，扩压器进口气流角为正攻角，造成其吸力面发生流动分离，从而导致压气机发生失速甚至喘振等问题，为进一步扩大离心压气机的稳定工作范围，需对扩压器近失速工况点的流动分离进行抑制。
3、综上所述，提出一种能够有效抑制其通道内的流动分离、提高整级性能，并提高压气机的失速裕度的扩压器优化设计方法是十分有必要的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种扩压器优化设计方法，能够有效抑制其通道内的流动分离、提高整级性能，并提高压气机的失速裕度。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的一种扩压器优化设计方法，包括如下步骤：
3、划分结构化网格，保证所有固壁面第一层网格高度的y+在5以内，进行cfd计算；
4、选择vt和vm为控制变量，对cfd进行流动分析，得出本次cfd计算的vr和vm分布规律；p>
5、将叶片扩压器参数化；
6、将参数化后的扩压器叶片进行cfd计算；
7、完成优化。
8、其中，在划分结构化网格，保证所有固壁面第一层网格高度的y+在5以内，进行cfd计算的步骤中：
9、采用sa湍流模型，利用numeca软件进行cfd计算，并和实验数据对比。
10、其中，在选择vt和vm为控制变量，对cfd进行流动分析，得出本次cfd计算的vr和vm分布规律的步骤中：
11、速度分量为vr、vt，定义如下：
12、
13、子午流道方向的速度分量为vm，定义如下：
14、
15、其中在径向扩压器中vz的绝对值相对于vr较小，vm约等于vr。
16、其中，在将叶片扩压器参数化的步骤中：
17、将扩压器叶片角度沿径向分布、扩压器叶片厚度、扩压器叶片的机匣和轮毂变量进行参数化。
18、其中，在将参数化后的扩压器叶片进行cfd计算的步骤中：
19、vt在扩压器通道内快速降低，并保证在此过程中vm平稳下降而不出现速度突变；
20、整机流量变化小于0.01％，以保证设计点在优化后不偏移。
21、本专利技术的一种扩压器优化设计方法，通过划分结构化网格，保证所有固壁面第一层网格高度的y+在5以内，进行cfd计算；选择vt和vm为控制变量，对cfd进行流动分析，得出本次cfd计算的vr和vm分布规律；将叶片扩压器参数化；将参数化后的扩压器叶片进行cfd计算；完成优化；能够有效抑制其通道内的流动分离、提高整级性能，并提高压气机的失速裕度。
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1.一种扩压器优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的扩压器优化设计方法，其特征在于，在划分结构化网格，保证所有固壁面第一层网格高度的y+在5以内，进行CFD计算的步骤中：
3.如权利要求1所述的扩压器优化设计方法，其特征在于，在选择Vt和Vm为控制变量，对CFD进行流动分析，得出本次CFD计算的Vr和Vm分布规律的步骤中：
4.如权利要求1所述的扩压器优化设计方法，其特征在于，在将叶片扩压器参数化的步骤中：
5.如权利要求1所述的扩压器优化设计方法，其特征在于，在将参数化后的扩压器叶片进行CFD计算的步骤中：
【技术特征摘要】
1.一种扩压器优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的扩压器优化设计方法，其特征在于，在划分结构化网格，保证所有固壁面第一层网格高度的y+在5以内，进行cfd计算的步骤中：
3.如权利要求1所述的扩压器优化设计方法，其特征在于，在选择vt和vm为...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴小荣，霍文浩，孙冬婷，唐国庆，王净，侯康，刘胜利，邹声华，
申请(专利权)人：重庆江增船舶重工有限公司，
类型：发明
国别省市：
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