涡轮增压技术已经成为提高发动机效率和降低发动机排放最有效经济的途径之一。涡轮增压器处在高温、高速、工况多变的废气条件下工作,并且叶轮承受多种载荷影响,因此,对涡轮增压器内部流场进行数值模拟,对蜗壳和叶轮进行流固耦合分析非常重要。所以针对涡轮增压器,本文做了以下工作:(1)应用Solidworks软件建立GJ150柴油机涡轮增压器的三维模型。根据柴油机发动机的工作情况,假设发动机消耗的氧气为空气中氧气总体积含量的90%、85%和80%三种情况。根据三种情况设定废气成分不同三种工况,由回归方程计算出三种工况的废气热力学物性参数,即定压比热、密度、动力粘度和导热系数。(2)根据三种工况应用Fluent软件对涡轮增压器内部流场进行数值模拟计算,并分析涡轮增压器蜗壳中间截面处气体的压力场、温度场、速度场分布情况。着重分析废气热力学物性参数与内部流场中速度、温度和压力的关系。(3)根据流场分析的结果,将压力载荷与温度载荷加载到蜗壳内壁面上;将叶轮的离心力载荷、压力载荷与温度载荷加载到叶轮面上。分别对蜗壳和叶轮进行流固耦合数值计算,并分析蜗壳和叶轮的流固耦合结果。(4)根据叶轮的流固耦合计算结果,对叶轮的根部结构进行优化,并再次对叶轮进行流固耦合计算,对比分析优化前后叶轮的等效应力与等效变形。结果表明:优化后叶轮的等效应力与等效变形均有降低,说明叶轮的结构得到了有效的优化。