شبيه سازي عددي جريان داخل كمپرسور يك توربوشارژر

Computational Analysis of the Flow inside a Turbocharger Compressor

در اين تحقيق، جريان درون كمپرسور گريز از مركز يك توربوشارژر با جزئيات كامل جريان بين پره‌ها، ديفيوزر و محفظه حلزوني شبيه‌سازي عددي شده و عملكرد سيستم بدست آمده است. در شبيه‌سازي مناطق دوّار از روش پايا-نيمه‌پاياي دستگاه مختصات دوّار چند چرخشي استفاده شده است. سازگاري مناسبي در مقايسه منحني عملكردي ناشي از شبيه‌سازي عددي با نتايج آزمايشگاهي كه توسط همين نويسندگان اندازه‌گيري شده، ديده مي‌شود و اين موضوع به توانايي روش¬هاي عددي استفاده شده در شبيه‌سازي جريانات پيچيده، همچون توربوماشين¬ها، دلالت دارد. نتايج بر وجود جريانات ثانويه و برگشتي بين پره‌ها دلالت مي¬كند. همچنين، شكل محفظه حلزوني و محل زبانه آن تأثير زيادي بر مقدار افزايش فشار كمپرسور داشته و باعث اغتشاشاتي در جريان خروجي از پره‌ها مي‌شود.

In this research, the three-dimensional flow in a centrifugal turbocharger compressor has been numerically simulated. The flow through impeller and diffuser is modeled to obtain the compressor performance map. Also, the side-space between the impellers and the casing is simulated, in order to model the entire compressor. For the moving zones, multi-rotating reference frame approach was used. Performance maps obtained through both numerical and experimental data (measured by the authors) are relatively close indicating the high ability of numerical approach used to simulate complicated flows, such as flow in turbomachineries. The secondary flow and the clearance loss caused by the impeller were well predicted by the present numerical simulation. Also, the shroud configuration and the tongue location were shown to have high impact on the compressor pressure rise and on lits efficiency.