采用数值模拟的方法,对排气蜗壳的气动性能进行了分析和优化。蜗壳内部存在一个主导旋涡结构,同时存在局部的回流区和次级旋涡,主导旋涡结构是总压损失的主要来源。调整扩压器出口中心线与壳体中心线的相对位置,同时保证其他结构无量纲参数不变的情况下,随着扩压器出口中心线由壳体中心线的下游移动到上游,壳体内部主导旋涡的位置发生变化,旋向逐渐由顺时针转变为逆时针,总压损失逐渐降低。当扩压器出口中心线移动到壳体中心线上游,且两者的间距无量纲参数为0.2时,与扩压器出口中心线与壳体中心线重合的方案相比,排气蜗壳的总压损失系数降低了约25%。

采用数值模拟和试验测试相结合的方法,对排气蜗壳的气动性能进行了研究。保证无量纲结构参数一致,对排气蜗壳真实尺寸进行缩尺;保证蜗壳进口Ma数相等、进口Re数近似相等,对排气蜗壳真实工况进行模化;采用缩尺比为0.285的排气蜗壳模型,在模化工况下采用数值模拟结果计算出的与试验测试结果计算出的总压损失系数偏差约7.2%,内部流动结构特征相似。采用相同的数值模拟方法,真实尺寸模型在真实工况下的总压损失系数与缩尺模型在模化工况下的总压损失系数偏差约3.6%。