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车用压气机的CFD流场仿真

傅佳宏1, 夏敏杰1, 徐豪益1
1浙大城市学院
Publié en 2025
    采用仿真软件对压气机内部流场进行CFD数值模拟，通过合理设置边界条件，计算得到压力与流速分布，进而获取准确的质量流量和压比数据，绘制压气机工作特性曲线（Map图）。本研究的关键难点在于旋转域与非旋转域之间的交界面处理，以及边界条件的设定是否符合实际流动状态，直接影响仿真结果的准确性。
   采用COMSOL中的“旋转机械”模块对压气机内部流场进行CFD仿真。该模块专为叶轮机械设计，支持对旋转域独立设置动网格模型，从而更真实地捕捉叶片高速旋转过程中流场的非定常特性。通过准确模拟动静部件间的相互作用与湍流效应，可有效预测压气机内部的速度、压力分布，为性能评估与优化提供可靠依据。此外还使用非等温流动模块对压气机流动时的温度变化进行模拟，实现湍流与非等温流动的多物理场耦合，保证了湍流的准确性。
  本研究采用COMSOL软件，结合“旋转机械”模块与“非等温流动”接口，对压气机进行了多物理场耦合仿真。在流体部分，基于旋转机械湍流模型，设置进口质量流量和出口压力边界条件，计算收敛后获得速度与压力场分布。在温度场模拟中，通过自定义公式计算压气机热耗散并将其添加为热源，进而求解得到温度场。最后利用MATLAB对仿真数据进行后处理，生成准确的压气机Map图。

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