客户案例分享 | 沃尔沃汽车
沃尔沃汽车选择 RITAL™ 用于涡轮增压发动机性能仿真
客户案例：沃尔沃汽车
世界著名整车生产商沃尔沃汽车，通过对涡轮增压活塞发动机性能进行模拟仿真，以评估新型涡轮增压器设计方案。沃尔沃选择RITAL™涡轮计算程序来预测新设计的性能。RITAL™为沃尔沃的工程师搭建了一个优秀的工程数据标定和性能预测平台，以应用在其它采用相同涡轮选型的工程项目上。
近年来，应用于乘用车和其他类型车辆的涡轮增压发动机需求量迅速增加，柴油机和汽油机涡轮增压化的主要原因在于当前汽车发动机的轻量化和小排量化趋势进一步深化，以满足日益严苛的排放法规要求（尤其是柴油发动机），并亟需提高进气压力以保证发动机性能。
瑞典沃尔沃自主设计本公司车型所装备的发动机（此外还供应福特汽车全系列车型），目前正在设计研发新型涡轮增压发动机，然而涡轮增压发动机的性能仿真始终是一个不小的挑战，因为涡轮增压器需要将所有的边界条件都设置在活塞发动机上。因此，即使是涡轮增压器性能预测中产生的微小误差，也会对发动机输出参数仿真产生很大的影响。
以上困难主要源于仿真模拟程序可获取的输入数据过于有限，在不清楚涡轮如何设计的情况下，去预测推断涡轮增压器性能。从热空气处所收集的数据（最常用于测量涡轮增压器相关性能参数）仅仅只能提供约25%所需要的性能信息。
为了成功匹配仿真模拟和测试结果，设计者必须改 变效率和叶片转速比（BSR）曲线的修正系数。
沃尔沃汽车选择 RITAL™用于涡轮增压发动机性能仿真
该修正系数可实现非常好的稳态匹配效果，但瞬态过程匹配则要困难得多，因为在整个仿真过程中，该校正系数是否应保持常值不变，目前仍尚无定论。默认采用的推算方法是对于相关数据纯数值推算方法，包括效率拟合与叶片速比，如右上图所示，所有已知的测试数据都集中在一个非常小的范围内，在此基础上，用一条曲线在很大范围内进行外推。径向涡轮的设计工程师都会意识到转速在涡轮特性预测中的重要性。理想情况下，每个转速都应对应一条特性曲线。在通常有限的可用信息条件下，设计者通过绘制转速特性曲线来获得最佳预测和估算效果。
相比之下，更好的解决方案则是使用Concepts NREC RITAL™涡轮计算程序，以此替代发动机仿真程序内部经过人为简化后的处理方法。沃尔沃汽车公司采用这种方法，建立了一套适用于瞬态和稳态工况下的涡轮仿真模型。
下方两图是以上述两种方法为基础，绘制出的描述涡轮性能的三维等高线MAP图。虽然两张图的范围是相同的，但是RITAL™得出了完全不同和更加精确的效率分布情况，两张图片所得出的效率分布，在图中的差异是显而易见的。
RITAL™其优秀的标定和性能预测的能力已经证明对沃尔沃涡轮增压发动机研发至关重要。当某一款涡轮模型设计完成后，涡轮性能预测的MAP图数据信息将被存储，以便在将来其他涡轮增压器研发项目中得到快速调用。
RITAL™软件为使用相同涡轮产品的新项目提供快速和良好的前期仿真参考，并大大降低了不同类型涡轮增压器在仿真模拟和测试过程中所需的迭代计算次数和时间。沃尔沃公司也发现，与涡轮增压器供应商进行技术探讨，通过此类合理的时间投入所获得的涡轮技术知识和理解，有助于其更好地使用RITAL™软件进行涡轮产品的建模和仿真。
关于Concepts NREC
Concepts NREC是世界领先的为叶轮机械设计与开发提供全方位解决方案的技术咨询公司。
60多年以来，Concepts NREC的工程服务和软件产品广泛应用于航空航天、能源化工，通用机械、石油天然气、交通运输和大众消费品等行业，在叶轮机械行业享有极高的声誉。Concepts NREC在全球拥有超过1,200家客户，全球绝大多数离心压缩机、透平膨胀机、工业轴流压缩机、航空发动机、燃气轮机、汽轮机、涡轮增压器、泵和风机等产品领域的知名制造商均是Concepts NREC的合作伙伴。
