| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 主要符号说明 | 第14-19页 |
| 第1章 绪论 | 第19-41页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第19-21页 |
| 1.2 涡旋膨胀机应用及试验研究进展 | 第21-28页 |
| 1.2.1 全封闭式涡旋机械 | 第22-23页 |
| 1.2.2 半封闭式涡旋机械 | 第23-24页 |
| 1.2.3 开启式涡旋机械 | 第24-26页 |
| 1.2.4 涡旋膨胀机样机及产品 | 第26-28页 |
| 1.3 涡旋膨胀机理论模拟研究进展 | 第28-34页 |
| 1.3.1 确定性理论模型 | 第28-33页 |
| 1.3.2 半经验及经验模型 | 第33-34页 |
| 1.4 涡旋机械CFD数值模拟研究进展 | 第34-39页 |
| 1.4.1 涡旋压缩机CFD数值模拟研究进展 | 第34-37页 |
| 1.4.2 涡旋膨胀机CFD数值模拟研究进展 | 第37-39页 |
| 1.5 本文的主要研究内容 | 第39-41页 |
| 第2章 涡旋膨胀机数值模拟方法研究 | 第41-66页 |
| 2.1 引言 | 第41页 |
| 2.2 流动控制方程 | 第41-43页 |
| 2.3 湍流模型与气体模型 | 第43-47页 |
| 2.3.1 湍流模型 | 第43-46页 |
| 2.3.2 气体模型 | 第46-47页 |
| 2.4 控制方程离散与求解方法 | 第47-50页 |
| 2.4.1 空间离散 | 第47-49页 |
| 2.4.2 时间离散 | 第49-50页 |
| 2.4.3 离散方程组求解方法 | 第50页 |
| 2.5 几何模型建立和计算域网格划分方法 | 第50-61页 |
| 2.5.1 涡旋膨胀机几何模型 | 第50-52页 |
| 2.5.2 网格类型与网格划分方法 | 第52-53页 |
| 2.5.3 网格质量评判标准 | 第53-55页 |
| 2.5.4 形变区域网格质量控制方法 | 第55-56页 |
| 2.5.5 非稳态过程工作腔计算域网格质量 | 第56-59页 |
| 2.5.6 涡旋膨胀机三维计算域网格 | 第59-60页 |
| 2.5.7 计算域网格无关性验证 | 第60-61页 |
| 2.6 边界条件选取与设定 | 第61-62页 |
| 2.6.1 动边界自定义宏命令 | 第61页 |
| 2.6.2 进/出口边界与壁面边界类型 | 第61-62页 |
| 2.7 膨胀机数值模型校验 | 第62-65页 |
| 2.8 本章小结 | 第65-66页 |
| 第3章 吸气结构变化对涡旋膨胀机非稳态特性的影响研究 | 第66-101页 |
| 3.1 引言 | 第66页 |
| 3.2 吸气孔口位置变化对膨胀机性能的影响 | 第66-77页 |
| 3.2.1 吸气孔口开设的考虑因素 | 第66-67页 |
| 3.2.2 研究模型 | 第67-68页 |
| 3.2.3 膨胀机时均性能的变化 | 第68-72页 |
| 3.2.4 膨胀机非稳态性能的变化 | 第72-77页 |
| 3.3 膨胀机吸气过程非稳态特性 | 第77-91页 |
| 3.3.1 进气管至吸气孔口段的气流脉动机理分析 | 第78-82页 |
| 3.3.2 吸气腔非稳态流场的非均匀性分析 | 第82-84页 |
| 3.3.3 吸气伪泄漏流对膨胀腔内流的影响 | 第84-87页 |
| 3.3.4 不同孔口位置下膨胀机吸气腔流动特性比较 | 第87-91页 |
| 3.4 不同齿端修正型线下膨胀机性能及流动变化特征 | 第91-99页 |
| 3.4.1 研究模型 | 第92-93页 |
| 3.4.2 两种齿端修正型线下膨胀机性能的差异 | 第93-96页 |
| 3.4.3 两种齿端修正型线下吸气腔压力分布特征差异 | 第96-99页 |
| 3.5 本章小结 | 第99-101页 |
| 第4章 涡旋膨胀机工作腔非对称流动特性及其影响研究 | 第101-129页 |
| 4.1 引言 | 第101页 |
| 4.2 工作腔非对称性分布与形成机理 | 第101-106页 |
| 4.2.1 吸气腔非对称性流动 | 第101-103页 |
| 4.2.2 膨胀腔非对称性流动 | 第103-105页 |
| 4.2.3 排气腔非对称性流动 | 第105-106页 |
| 4.3 非对称性流场分布对驱动力矩的影响 | 第106-113页 |
| 4.3.1 涡旋齿气体力简化模型与力矩局部分析法 | 第107-110页 |
| 4.3.2 动涡旋齿驱动力矩非稳态特性及影响因素 | 第110-113页 |
| 4.4 双侧对称排气结构的影响分析 | 第113-128页 |
| 4.4.1 排气流量脉动及分配情况 | 第114-116页 |
| 4.4.2 排气过程流场结构的变化 | 第116-122页 |
| 4.4.3 排气腔压力脉动变化规律 | 第122-125页 |
| 4.4.4 驱动力矩的输出特性变化 | 第125-128页 |
| 4.5 本章小结 | 第128-129页 |
| 第5章 涡旋膨胀机过膨胀流动特征及其影响研究 | 第129-153页 |
| 5.1 引言 | 第129页 |
| 5.2 过/欠膨胀热力学理论 | 第129-130页 |
| 5.3 工作腔过膨胀流动特征分析 | 第130-137页 |
| 5.3.1 过膨胀工作腔压力分布及变化规律 | 第130-133页 |
| 5.3.2 过膨胀排气腔工质回流及压力回升特征 | 第133-137页 |
| 5.4 过膨胀径向间隙的切向泄漏非稳态特征 | 第137-148页 |
| 5.4.1 径向啮合间隙的压力分布及变化规律 | 第138-140页 |
| 5.4.2 径向啮合间隙的速度分布及变化规律 | 第140-148页 |
| 5.5 过膨胀对膨胀机非稳态驱动力矩的影响 | 第148-151页 |
| 5.6 本章小结 | 第151-153页 |
| 第6章 全文总结及展望 | 第153-158页 |
| 6.1 全文工作总结 | 第153-156页 |
| 6.2 本文主要创新点 | 第156-157页 |
| 6.3 对后续研究工作的展望 | 第157-158页 |
| 参考文献 | 第158-170页 |
| 附录 | 第170-171页 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 | 第171-173页 |
| 获奖情况 | 第173-174页 |
| 致谢 | 第174-176页 |
| 作者简介 | 第176页 |
