【摘 要】
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With the increasing demand of turbochargers with high performance and low turbo lag, high cycle fatigue (HCF) of radial turbine blades has become the most commo
【机 构】
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Shanghai Jiao Tong University China;IHI Corporation, Japan
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With the increasing demand of turbochargers with high performance and low turbo lag, high cycle fatigue (HCF) of radial turbine blades has become the most common form of turbocharger failure. Tip clearance is the key to influencing the strength and evolution of tip leakage vortex which plays an important role in HCF due to the impact on aerodynamic excitation. This paper studies the influence of tip clearance on blade excitation of a vaneless radial turbine. One-way fluid-structure interaction numerical method is employed in this research, which is validated by experimental data. The results suggest that a‘V-shape’correlation exists between vibration amplitude and tip clearance. Generalized energy analysis indicates that complex distributions of harmonic pressure amplitude on the blade determine the‘V-shape’correlation. Flow field analysis further suggests that distributions of harmonic pressure amplitude on pressure surface and suction surface are both dominated by tip leakage vortex, whereas the mechanisms are quite different.
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