肘弯形进水室管道泵内部流场的数值模拟和结构优化

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基于Fluent的齿轮泵内部流场动态模拟

基于Fluent的齿轮泵内部流场动态模拟XXX（XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX）摘要：齿轮泵是液压传动及润滑系统中的常用部件，为了准确地捕捉泵内流场的变化，采用动网格技术对齿轮泵进行动态数值模拟，分析齿轮泵在齿轮旋转情况下的内部流场的变化。

关键词：齿轮泵；内部流场；动态模拟Dynamic simulation of flow field inside of gear pump based on FluentXXX(XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX)Abstract: The gear pump is an important component in hydraulic transmission and lubrication system. In order to catch the variation of flow field inside of gear pump, the moving grid technology is used to dynamic simulate the flow in gear pump, and the flow variation inside of gear pump with gear rotating is analyzed.Key words: gear pump; inside flow field; dynamic simulation1 概述齿轮泵适用于输送不含固体颗粒和纤维、腐蚀性的润滑油或性质类似润滑油的其他液体，以及液压传动系统。

齿轮泵的内部流动对齿轮泵的性能有较大的影响,在齿轮泵的设计初期就应该考虑泵内结构对流动的影响，以便设计符合要求的齿轮泵。

齿轮泵的内部流场的动模拟为齿轮泵内部结构设计提供重要的参考数据，是现代齿轮泵设计的一项重要辅助手段。

由于齿轮泵内齿轮运动及工作介质流动的复杂性,其数值模拟工作比较复杂,国内对齿轮泵的模拟仅局限于流量模拟,没有进行详细的泵内流场模拟，国外对泵内流场模拟相对较多。

一种新型射流式自吸泵进口流场的数值模拟

2006年10月农业机械学报第37卷第10期一种新型射流式自吸泵进口流场的数值模拟3施卫东　叶忠明　刘建瑞　王　准【摘要】　介绍了一种新型射流式自吸泵的结构与特点。

对于泵的进口射流流场,首先建立流体运动方程作为控制方程,应用kΕ湍流模型来封闭运动方程,进而采用贴体坐标变换技术,利用F luen t 软件对该复杂流场进行求解。

得到了进口流场内部的流动情况,以及流线、压力和速度的分布,为射流式自吸泵的理论研究和优化设计提供了依据。

计算结果与现有理论、试验结果吻合较好,精度满足工程实际要求,可进一步改进自吸泵的性能。

关键词:自吸泵　射流　k Ε湍流模型　数值模拟中图分类号:TH 317文献标识码:ANu m er ica l Si m ula tion of I n let Flow of New -jetted Self -pr i m i ng Pu m pSh iW eidong Ye Zhongm ing L iu J ian ru i W ang Zhun(J iang su U n iversity )AbstractStructu res and characters of a new 2jetted self 2p ri m ing p um p w ere in troduced in detail .T he flow fo rm u lati on w as founded as the con so le fo rm u lati on first ,and w ith the body 2fitted coo rdi 2nate system and standard kΕtu rbu lence m odel ,the flow field of the jetted self 2p ri m ing p um pw as si m u lated by CFD softw are F luen t .T hen the distribu ting of flow n 2line ,p ressu re and veloci 2ty of the flow field w ere gained .T he com p u tati onal resu lts w ith enough accu racy satisfied the re 2qu irem en t of engineering and they w ere co inciden t w ith ex isting theo ry and exp eri m en tal resu lts ,and cou ld gu ide fu rther research ,am eli o rate the p erfo rm ance of the self 2p ri m ing p um p .Key words Self 2p ri m ing p um p ,Jet ,k Εtu rbu lence m odel ,N um erical si m u lati on 收稿日期:200411013“十五”国家科技重大专项(项目编号:2002AA 6Z 3161)施卫东　江苏大学流体机械工程技术研究中心主任　教授　博士生导师,212013　镇江市叶忠明　江苏大学流体机械工程技术研究中心　硕士生刘建瑞　江苏大学流体机械工程技术研究中心　副研究员王　准　江苏大学流体机械工程技术研究中心　工程师　博士生引言自吸泵广泛应用于农业、船舶、市政、电力、矿山、化工等部门[1～2],与普通离心泵相比,能够实现抽水自吸。

毕业设计(论文)-基于PROE离心泵叶轮三维建模及流场数值模拟分析模板

摘要本文将曲面造型与数值计算有机的结合在一起应用到离心泵叶轮的设计中。

采用二维造型得到计算区域，通过对离心泵叶轮内部流场的数值计算与分析，得到较好的离心泵叶轮。

本文主要对离心泵叶轮的计算公式进行研究，并对离心泵叶轮的尺寸进行计算。

建立了一个叶轮轴面投影图，为叶轮的绘型做准备。

选择一种适合的绘型方法，完成离心泵叶轮的绘型。

最后再利用PRO/E软件建立离心泵叶轮的三维实体模型,即完成了在PRO/E中的三维建模。

为了方便流场数值的模拟分析，使用Gambit软件对所得的三维模型进行划分网格，运用fluent软件做出边界条件并计算，再使用fluent软件对所设计的离心泵叶轮内三维流场进行了数值模拟，并对计算结果进行了分析。

而后采用基于标准k一e湍流模型来求解，在非结构化网格中，采用基于有限元的有限体积法对方程进行离散，用压力校正法进行数值求解。

利用湍流模拟结果，分析了离心泵叶轮进口边位置对泵性能的影响。

由于采用了多种求解方法和多重网格加速收敛技术，因而fluent能达到最佳的收敛速度和求解精度。

本文结合实例和经验，通过对离心泵叶轮CFD计算结果的分析，说明所设计的叶轮是成功的。

关键词：离心泵叶轮；PRO/E；三维建模；数值模拟；计算流体动力学（CFD）Title Based on PRO / E centrifugal impeller three-dimensional modeling and numerical simulationAbstractThis article will surface modeling and numerical computation applied to the organic combination of centrifugal pump design. Be calculated using two-dimensional modeling area, through the centrifugal pump impeller Numerical calculation and analysis, get a better pump impeller.In this paper, the formula for centrifugal pump impeller to study, and calculated the size of centrifugal pump impeller. The establishment of a leaf axle plane projection, the drawing of the impeller to prepare. Select the drawing of a suitable method to complete the drawing of centrifugal pump impeller. Finally, using PRO / E software to establish the three-dimensional solid model centrifugal pump impeller, which was completed in PRO / E in the three-dimensional modeling.In order to facilitate numerical simulation analysis,the use of proceeds Gambit software mesh three-dimensional model,using fluent software to make the boundary conditions anf calculate,and then use software designed for fluent centrifugal pump impeller flow field is numerically simulation and calculation results are analyzed. Then based on the standard k a e turbulence model to solve, in the unstructured grid, finite element based finite volume method to discretize the equations using the numerical solution of the pressure correction method. Turbulence simulation using the results of analysis of a centrifugal pump impeller inlet side of the pump performance of the location. As a result of a variety of multi-grid solution method and the accelerating convergence technology, which can achieve the best fluent convergence speed and solution accuracy.In this paper, examples and experience, through the centrifugal pump impeller CFD analysis results, indicating that the impeller is successful. Keywords: centrifugal pump impeller; PRO / E; three-dimensional modeling; numerical simulation; computational fluid dynamics (CFD)目录基于PRO/E离心泵叶轮三维建模及流场数值模拟分析第一章绪论1.1论文研究的背景：泵广泛应用于国民经济的各个部门，它的技术性能对各相关行业影响巨大，长期以来采用“手工设计一样机生产一样机测试一设计修改”的生产路线，其不仅研制开发费用高，而且周期很长。

阀体后90_圆形弯管内部流场的数值模拟_魏志

ＷＥＩＺｈｉ，ＹｕｚｈａｎＷＡＮＧｇ
（，ＫｅＬａｂｏｒａｔｏｒｆｏｒＰｏｗｅｒＭａｃｈｉｎｅｒａｎｄＥｎｉｎｅｅｒｉｎｏｆＭｉｎｉｓｔｒｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎｙｙｙｇｇｙ，）ＳｈａｎｈａｉＪｉａｏｔｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔＳｈａｎｈａｉ２００２４０，Ｃｈｉｎａｇｇｙｇ：ＡＡｂｓｔｒａｃｔ３Ｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｏｎｉｎｎｅｒｆｌｏｗｉｎａ９０ °ｃｉｒｃｕｌａｒｓｅｃｔｉｏｎｅｄｂｅｎｄｗｉｔｈ－）ｍ，ｆｏｒｅｅｎｄｖａｌｖｅｕｓｉｎｌａｒｅｅｄｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ（ＬＥＳｅｔｈｏｄｓｏａｓｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｆｌｏｗｆｉｅｌｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎ－ｇｇｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｅｃｔｉｏｎｓａｎｄｔｈｅｖｏｒｔｅｘｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒａｄｉａｌｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎｓａｔｆｕｌｌｏｅｎｓｔａｔｅｏｆｔｈｅｂｕｔｔｅｒｆｌｐｙ，ｖａｌｖｅｗｈｉｃｈｗｅｒｅｓｕｂｓｅｕｅｎｔｌｃｏｍａｒｅｄｗｉｔｈａｒｔｉｃｌｅｉｍａｅｖｅｌｏｃｉｍｅｔｒＰＩＶ）ｍｅｔｈｏｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｑｙｐｐｇｙ（，ｔｈａｔｔｈｅＬＥＳｍｅｔｈｏｄｃａｎｗｅｌｌｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｉｎｎｅｒｆｌｏｗｆｉｅｌｄｉｎｃｕｒｖｅｄｂｅｎｄａｎｄｉｔｓｒｅｓｕｌｔｆｉｔｓｗｅｌｌｗｉｔｈｔｈａｔ；ｏｆａｃｔｕａｌｅｘｅｒｉｍｅｎｔｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｆｒｏｍｂｕｔｔｅｒｆｌｖａｌｖｅｏｎｔｈｅｉｎｎｅｒｆｌｏｗｆｉｅｌｄｉｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｐｙｙ，；ｈｉｈｉｎｔｈｅａｒｅａ２０ｍｍａｂｏｖｅｔｈｅｃｕｒｖｅｄｂｅｎｄｃｅｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎｗｈｅｒｅｔｈｅｈｉｈｓｅｅｄｒｅｉｏｎｍｏｖｅｓｒｅａｒｗａｒｄｇｇｐｇｖｏｒｔｅｘｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｆｏｕｎｄｉｎｅａｃｈｓｅｃｔｉｏｎａｔａｎｌｅｔｈｅｖｏｒｔｅｘｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｔｏｕｔｅｒｓｉｄｅｏｆｃｕｒｖｅｄｂｅｎｄｉｓ θ＝０；ｇ，ｍｏｒｅｏｂｖｉｏｕｓｔｈａｎａｔｔｈｅｉｎｎｅｒｓｉｄｅａｎｄｉｔｓｉｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｆｉｘｅｄ．ｏｓｉｔｉｏｎｙｐ：；；；ＫｅｗｏｒｄｓｂｕｔｔｅｒｆｌｖａｌｖｅｃｕｒｖｅｄｂｅｎｄＬＥＳＰＩＶｙｙ

多级离心泵双螺旋形压水室内部流动数值模拟

第七届全田水力机械及其系统学术会议论文集多级离心泵双螺旋形压水室内部流动数值模拟陈芳芳Lz ，秦武L2，罗瑞祥1，李志鹏2 (1．长沙佳能通用泵业有限公司，湖南长沙410323；2．长沙理工大学，湖南长沙410114) 擅耍。

根据隔板延伸位置和速度系数法对多级离心泵双螺旋形压水室进行了多方案设计，方案一隔板延伸位置为蜗壳第Ⅸ断面，速度系数为O ．38。

方案二隔板延伸至出口附近，速度系数为038。

方案三隔板延伸至出口附近，速度系数为0．44。

基于标准k-e 双方程紊流模型，采用SIIdPLEC 算法，通过求解Navier-Stokes 方程，对三个方案的进行了压水室内部流动进行了数值模拟和分析，得蓟其内部流动的主要特征。

模拟结果表明：三个方案中方案二流动规律及内部压力场和速度场优于其他两个方案；隔舌、隔板头部及尾部、第x断面处流体流动性差。

性能试验结果验证了数值模拟的正确性。

关键词：多级离心泵：压水室；内部流动：数值模拟中图分类号：TH311文献橱b 砉滔：ANumerical Simulation of Internal F l ow through the Double SpiralCasing of Multi-stage Centrifugal PumpCHENFa 咖l ，2，QNWul,2，LUO R"mxiangl ，LI Zhipen92(1．ChangshaC an on g en er al p u m p i ndu st ry CO ．,LTD ，Hunan,Changsha 410323 China ： 2．Changsha Univ ersity o fS ci en ceand Technology,Hunan,Changsha 4101 14 C hina)Ab s tr a ct ：A c co r di n g to th e partition e xt e nd e d po sit io n a nd the metho d o f ve lo cit y co ef f ic ie nt for t hre e scheme designs for double spiral 馏iIlg of mult istage c en tr if ug al pu m p ,t h e parti don of baffleextendingposi ti on of scheme on e is n ear to scroll I X se ct ／o n,wit h ve loc ity coefficient of O ．38．Scheme two baffle extends to nesr th e exit,with velocity coefficient of O ．38．Scheme t hree baffle extends to n e s t t he e xit , ve lo ci ty co ef fi c ie nt of0．44．B as ed on t he st andar d k-Emodel ，the three-dimensional Navier-Stokes equation is solved w it h SIMPLEC algorithm in the bo dy —f ine d curvi]in瞰coordinate for intem al flow throu#thespiral caS 缸g o f c en -t r if ug al p u m p of the th re e schemes ．Major characteristics of internal fl o w in t hespiral casing ar e obt ained by numerical simula ti on ．The simula tion results sh o w that ：the f low law andinternal pressure and v el oc i ty field ofthe second scheme of double spiral casmg scheme for the t hr eeschemos andwa s be tt er than the ot he r twoschemes ；The worst positionsof fluid fl ow in t he double spiral casing were where tongue was ,th e h ead a nd tail ofbaffle and where X se ct io n of c a s in g ．T h e results ofperformertests pr ov e d the cor rec tn ess ofthe numerical simulation results ． K e ywords ：∞劬删pump ；spiralcasing ；internal flow ；numericalsimulation压水室与叶轮、吸水室同为多级离心泵的主较好的水力性能lIl 。

自吸泵内部流场的数值模拟及性能预测

图５泵出口处回流孔Ａ的局部放大图
Ｆｉｇ．５
ＤｒａｗｉｎｇｏｆｐａｒｔｉａｌｅｎｌａｒｇｅｍｅｎｔＮｅａｒｒｅｆｌｏｗｐｏｓｉｔｉｏｎＡａｔｐｕｍｐｏｕｔｌｅｔ
图６为回流孔召处分别从ｚ轴和ｌ，轴方向观察得到的绝对速度局部放大图．
（ａ）总压云图
（ｂ）静压云图
图３设计工况下中截面的总压和静压云图
Ｆｉｇ．４
图４设计工况下截面的绝对速度图
ＡｂｓｏｌｕｔｅｖｅｌｏｃｉｔｙｖｅｃｔｏｒＯｉｌｍｉｄｄｌｅｓｅｃｔｉｏｎｐｌａｎｅｕｎｄｅｒｄｅｓｉｇｎｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ
图５为泵体出口回流孔Ａ处的局部放大图．从图中看出，分离室上方有一个小旋涡，其下方有一个较大旋涡．分析其原因是速度较大的流体进入分离室后，以很高的速度经回流孔Ｂ处流人蜗壳，由于分离室边壁的影响，形成了大小不同的旋涡．
ｋｉ。＝０．００５Ⅱ２ｉｎ’８ｉｎ＝挚，
式中Ｚｉ。为求解域的混合长度，假定为进口水力直径的０．５倍；Ｑ为经验系数；Ⅱ讯为泵进口速度．当计算区域内湍流运动很强烈时，人口截面上后，ｓ的取值对计算结果的影响不是很大．２．３．２出口边界条件
自吸泵出口断面通道变化很小，近似假设变量在出口处扩散通量为零．一般取充分发展条件—— 自由出流（ｏｕｔｆｌｏｗ），并且对上游没有影响．如果在出
王涛（１９８７一），男，浙江江山人，硕上研究生（ｆｌｕｉｄｗａｎｇｔａｏ＠１６３．ｃｏｒｎ），主要从事流体机械研究．
万方数据
三＝：—＝Ｚ三＝＝：＝＝：三＝墨ｌｌ瑟ｊ一≯一：彰躐麟鼢磁§黪谚，一；，一。，罐∥。，’＿，二∥鞔呼圪缆黪《矮，彩裳锈黪羧黪镪酾鳞黪爱缫灞蝴麓ｌ｜藕繇麓糍黪㈣霸鳓魏誊錾移￡。¨旷，，。“，，７矿ｍｔ，瑚霪ｌ１９５ｌ赣瓣∥秘。ｉ；，

多级泵内部流场的三维数值模拟及性能预测

一
—一．¨０３４４８
１—０十８３ｏ．ｅ
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■ 一・７＋４４６ｅ０
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… …
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、
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、
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（ｈ）１ｏ．ａ
（ｃ）１５．Ｑ
图４０６１０１５倍设计流量下的背面及工作面压力分布对比．，．，．
进口直径Ｄ０＝５．０５０ｍｍ，口直径Ｄ＝１８０出２３．０
场的数值模拟，到速度及压力的分布规律以及得进口回流、口二次流等重要的流动现象并导出出
计算数据，其性能进行预测，过预测结果与试对通验数据的比较，析产生误差的原因，分为改进水泵
ａｔｅｒｎｏｉｉｎｓｅｐｅｉｌｔｌｗｕｔｏｈｒｗｏｋｉｇｃｎｄｔｏｓｃａｙａｏｆｘ．ｌｌ
Ｋｅｒｓ：ｍｕｔｔｇｉｕｅｕｙｗｏｄｌｓａｅｄｆｓｒｐｍｐ；ｕｒａｉｌｔｎｐｒｒｎｅｐｅｉｔｎｉｆｎｍｅｃｓｍｕａｉ；ｅｏｍａｃｒｄｃｉｉｌｏｆｏ
如图１所率提供依据。
收稿日期：２１一Ｏ０１１—１３
基金项目：２１桂林电子科技大学学术梯队及特色研究方向重点资助项目。００年
２１０１年第３第８期９卷
ｃｎｂｅｎｉｈｎｅｆｕｅｘ￣．ｅｗｅｇｔｔｅｐｅｏａｃｕｖｈｏｇｅｔｆａｕｍｐｓａｅｂｙｃｌｃｉｇｔｅａｅｓｅｎｔｅｖａｄｄｉｓｒｅｐｏＴｈｎ，ｅｈｒｒｎｅｃｒｅｔｒｕｈａｃｎｒｕｇｐｆｆｍｉｌｔｇｏｌｔｎｈｅ

泵站进水池数值模拟优化设计分析

关键词：进水池；尺寸；优化；数值模拟引言泵站进水前池是连接引渠与水泵进水流道的重要水工建筑物，其形状和尺寸不仅关系水泵进水流态，对泵站的投资和管理运行也带来较大影响。

在水泵机组较多的情况下，为保证池中有较好的流态，需要增加池长，从而导致工程量和占地面积的增加。

而某河口泵站受场地制约，引水箱涵及进水池空间有限，需对拟定的进水池布置方案进行优化设计，改善流态分布，减少水力损失。

近年来，已有许多研究人员采用数值模拟或水工模型试验[1-4]对泵站进水池进行研究，并提出许多流态改善的措施。

本文针对该工程空间尺寸受限及箱涵引水的特点，采用CFD技术，将与进水池连接的引水箱涵及进水流道整体进行数值模拟计算，对不同尺寸及形状下的进水池进行流量分布均匀性、静压分布和内部流态分析，对泵站进水池设计提供支持。

一、数值计算方法1．计算模型某泵站排涝规模约235m3/s，拟设计采用四台斜式轴流泵，引水箱涵采用顶管施工。

泵站进水池非开敞式，故不考虑自由液面对进水池的影响。

如图1所示，为包含引水箱涵、进水池及进水流道的泵站进水侧流道数值模拟计算模型。

2．计算区域及网格对泵站进水侧流道进行研究，计算区域包含进水池及泵装置进水流道。

计算区域的边界由固体边壁、进水池进口端面和泵装置进水流道出口断面组成。

进水侧上方结构较为简单，采用六面体网格划分，泵装置进水流道为圆方渐变结构，故采用以四面体为主的混合网格划分。

网格总数在200~250万之间，网格质量满足计算要求。

3．湍流模型及边界条件采用CFD软件对水泵进水池前管道、进水池及泵段进水流道模拟计算。

考虑到水池及水泵进水流道内部流动为三维不可压缩黏性流体流动，数值计算采用连续性方程和N-S方程为控制方程[5]，采用Spalart-Allmaras[6]单方程模型为湍流数值模拟方法。

采用二阶迎风格式，隐式求解。

利用SIMPLEC算法实现压力和速度耦合。

进口边界条件采用速度进口条件，在进水池进口面处，给定流速值。

油气管道弯管肘部二次流动侵蚀数值模拟

弹模型:
ｅｎ＝０９９３－００３０７α ＋４７５ × １０－４ α２－
３５６ × １０ α
－６
３
(９)
３
— １２１ —
膨胀层ꎬ 第１层的细胞高度为颗粒直径ꎬ 生长因子
为１２ꎮ 最后ꎬ 通过重复计算达到适当的网格密
度ꎬ 直到找到满意的独立网格ꎮ 不同网格数与冲蚀
在肘部颗粒运动过程中ꎬ 颗粒可能与管壁碰
对于充分发展的不可压缩管道流体ꎬ 基于
Ｎａｖｉｅｒ￣Ｓｔｏｋｅｓ方程进行流场建模ꎮ 连续性方程和动
量守恒方程为:
∂ρ / ∂ｔ＋ Ñ( ρｖ) ＝０
(１)
擦或非弹性效应带来的动能损失ꎬ 导致颗粒的反射
速度低于入射速度ꎬ 影响特征反映在基于动量的恢
ｐｉｐｅｌｉｎｅ [ Ｊ] . ＣｈｉｎａＰｅｔｒｏｌｅｕｍＭａｃｈｉｎｅｒｙꎬ ２０２３ꎬ ５１ (４) : １１９－１２６.
摘要: 关于管道二次流动的系统分析较少ꎮ 为此ꎬ 利用ＣＦＤ仿真模拟弯管冲蚀ꎬ 计算不同流
速以及不同颗粒直径对于管道肘部二次流动冲蚀的影响ꎬ 分析冲蚀和空蚀耦合时管道肘部的侵蚀
流体中离散相颗粒的运动在拉格朗日方法中通
ρ ｐ为颗粒密度ꎬ ｋｇ / ｍ３ ꎻ ｄｐ为颗粒直径ꎬ μｍꎻ Ｒｅ
作用力ꎬ Ｎꎻ ＣＤ为拖拽力系数ꎻ α１、 α２、 α３为常
数 [１４] ꎮ
１数值模型
１４颗粒碰撞和冲蚀模型
１１连续相控制方程
撞ꎬ 然后反弹回流体域ꎮ 此时撞击过程产生由于摩
２１６ × １０ α
(８)
－４２
ｅｔ＝０９９８－００２９α ＋６４３ × １０ α －

水泵水轮机全流道双向流动三维数值模拟与性能预估

176
可逆式水泵水轮机作水轮机运行时要求尾水管断面为缓慢扩散型，在水泵工况时则要求吸水管为收缩型，因两者流动方向是相反的，故在断面规律上没有矛盾。对比试验表明：在水轮机工况和水泵工况的绝大部分运行范围内，两种尾水管对水泵水轮机性能的影响不是很明显，两种类型的尾水管均可应用。故计算所选用的尾水管按高水头水轮机弯肘型尾水管设计。 3.1.3 导叶由于通过导叶的水流有两种方向，在设计上要求导叶的转轮侧和蜗壳侧都具有良好的进水和出水条件。选取活动导叶近似为对称叶型；叶片厚度按强度要求选取较小值；导叶长度不宜过大，以助于减轻静态和动态水力矩。大中型水泵水轮机的导叶数目一般在 16～24 范围，参考已有的抽水蓄能机组导叶，本文选定活动导叶数为 20 片。固定导叶近代设计趋向于使用数目较多的长而薄的叶片，叶片数为活动导叶的一半或与之相等。本文给定固定导叶数为 20 个。固定叶片按不改变环量设计为等厚叶型，使用单圆弧形式。固定导叶数选取与活动导叶相等可以减少导叶间的干扰，保证转轮内较好的流态。全流道的模型图见图 1。
4
计算结果及分析
4.1 转轮计算结果及分析图 2 所示为可逆式水泵水轮机叶片正背面的静压分布图。从图中可以看到：相同位置的吸力面静压比压力面要低；无论压力面还是吸力面，静压分布都比较均匀，且由进水边到出水边（水轮机
177
工况）逐渐减小，可见逆向设计的叶片比较合理。
(a)水轮机工况叶片压力面静压分布图
3
2

数值计算模型及边界条件
175
2.1 控制方程假定转轮转速定常，由 Boussrnesq 假设，得数值计算连续方程和动量方程如下。连续方程：
∂ ( ρu i ) =0 ∂xi ∂u ∂u j ∂ µ e i + ∂ (ρu j u i ) ∂p ∂x j ∂xi + =− ∂x j ∂xi ∂x j

基于FLUENT的90°圆形弯管内部流场分析

通海阀内流场的三维数值模拟江山，张京伟,吴崇健，许清，彭文波摘要：以通海阀为研究对象，采用Fluent软件对通海阀在不同的开口度和流量下的内流场进行数值计算，给出通海阀阀腔内的速度场和压力场图。

根据该可视化结果分析影响通海阀性能和产生噪声的原因，为通海阀的内流道优化提供理论依据。

关键词：通海阀；RNG κ-ε湍流模型；Fluent软件；流场可视化Three Dimensional Numerical Simulation of The FlowField Inside Hull ValveJiang Shan ,Zhang Jingwei，Peng Wenbo(China Ship Development and Design Center,wuhan,,430064,China)Abstract：The research is focused on three dimensional simulation of the hull valve . The Fluent software has been applied to simulate the flow field inside hull valve at the conditions of different openings and different flux. And the pressure distribution and velocity distribution obtained through calculation. We search the reason which affect the capability and lead the noise of hull valve base on the visual result of simulation. The research result provide theoretics for optimizing the flow field inside hull vale.Key words：hull valve；RNG k-ε turbulent model; Fluent software；flow visualization1 引言通海阀是船舶内部管路系统与外界连接的重要装置，主要用于各管路海水注入和排出的控制和调节，因此其性能的好坏直接影响着全船各个系统乃至整个船舶的性能。

离心式污水泵内部流场的三维数值模拟

Numera t ion Simulat ion of t he Thr ee2Dimen sional Fl o w Fiel d in a Cen t r if ugal Sewage Pump
L IU J ian2hua 1 , L IU Tian 2bao2
(1. Xinxiang Univer sit y , Xinxiang 453003 , China ; 2. Dongbei Special Steel Group Co. Ltd. , Dalian 11603 , China) Abstract :Adopting SIMPL E alogrithm ,t he f lowing f ield of sewerage pump was numerical value emulated using k 2 ε 2 A p t ur bule nce model a nd te trahedron non2st ructure grid in the De scarte s refer ence f rame. Through numerical simu2 la tio n , flow characteristics and distribution r ule we re gotten on sold pa rticle in sewerage pump , which can supply ref2 erence to optimiza tio n de sign of cent rifugal sewage p ump. Key wor ds : sewe rage pump ;flow characteristics ;granulo met ric distribution ;numerical simulation

肘形进水流道优化设计与数值计算

关键词：泵站；肘形进水流道；优化设计；程序开发；流态分析；试验研究
中图分类号：Ｔ１１Ｖ３文献标识码：Ａｄｉ１．９９ｊｉｎ１００２．０９１．０ｏ：０３６／．ｓ．０５— ３９２０．２０５ｓ
ＯｐｉｔｍｕｍｄｒｕｉｓｇａｏｌＴｅｔｆｒＥｌｗｎｅｓａｅＨｙａｌｃＤｅｉｎｎｄＭｄｅｓｏｂｏＩｌｔＰａｓｇ
２ＪｎｓｔｏｒｅＣ．Ｌｄ，ｈａｔｏｔｏｅＳｕｈｔ— ｏｈＷａｅＴａｓｒＰｏｃ，ａｊｇ１０９Ｃｉａ．ｉｇｕＷａｒｕｃｏ，ｔ．ｔｅＥｓＲｕｅｆｈｏｔ— ＮｒｔｒｎｆｒｅｔＮｎｉ０２，ｈ）ａｅＳｔｏｔｒｅｊｎ２ｎ
ｔｎ．ｅｒ
Ｋｅｒｙｗｏｄｓ：ｐｕｍｐｎｔｔｏｎ；ｅｂｉｇｓａｉｌｏｗｎｌｔｐｓａｅ；ｏｉｉｅａｓｇｐｔｍｕｍｅｉｎ；ｐｏａｄｖｌｐｍｅｔｌｏｐｔｅｎａａｙｉｄｓｇｒｇｍｅｅｏｒｎ；ｆｗａｔｒｎｌｓｓ；ｅｐｅｉｎａｘｒｍｅｔｌ
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南水北调台儿庄泵站肘形流道模板设计与施工

南水北调台儿庄泵站肘形流道模板设计与施工作者：孟秀英来源：《中国新技术新产品》2011年第02期摘要：台儿庄泵站进水流道设计为肘形现浇钢筋混凝土结构，混凝土内模为异型空间结构模板，文中介绍了内模的设计、制作、安装和拆除，为今后类似工程提供参考。

关键词：泵站；肘形流道；模板；设计；施工中图分类号：U215文献标识码：A1工程概述台儿庄泵站工程是南水北调东线工程的第七级泵站，位于山东省枣庄市台儿庄区境内。

泵站设计调水流量125m3／s，设计水位站上EL25.09m，站下EL20.56m，设计扬程4.53m，平均扬程3.73m，主泵房内安装5台3000ZLQ32－52型立式轴流泵，叶轮直径3000mm，配5台功率为2400kW的同步电机，总装机容量12000kW。

台儿庄泵站进水流道设计为肘形现浇钢筋混凝土结构，流道高4.29m，长4.4m，宽6.19m，流道外模按照一般大体积混凝土结构模板制作，内模为异型空间结构模板，内模设计施工是肘形进水流道的核心控制环节。

2模板设计与制作2.1模板设计进水流道混凝土模板采用木模板，在加工厂设计成型并进行试装配。

流道模板采用外拉和内撑加固，顶模采用木排架和型钢承重支撑。

为确保流道模板曲线符合曲面形体，采用正交流道中轴线切断面的方法制作排架，模板排架间距为30cm，间距太大模板自身容易变形。

沿流道空间中心线间隔30-50cm切垂直断面作为模板支撑弧带的放样依据，根据进口流道尺寸，模板共设计28榀排架，排架上部间距9.8cm，下部间距28.5cm。

模板在断面上采用整体式设计，在安装条件允许的前提下尽量减少模板的分节，严格控制支撑弧带和面板的加工精度，由于每个排架的直线段及转角圆弧半径均不相同，每个排架根据形状及受力情况均需要单独设计结构，所有排架制作完成后进行整体拼装。

在排架的下部预留进人孔，便于模板拼装连接。

模板排架结构示意图见图1。

2.2模板制作根据流道设计图，计算每个排架的制作参数，模板圆弧带采用5cm厚木板制作，5cm×10cm方木作内支撑，在模板曲线弧度较大部位，表面面板采用2层1cm厚木板条作为面板，分层钉在排架上。

农用潜水泵内部流场的三维湍流数值模拟

农用潜水泵内部流场的三维湍流数值模拟
魏清顺
【期刊名称】《山西农业大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2009(029)002
【摘要】针对同一叶轮配不同导流器,通过试验分析,探索提高潜水泵效率的途径.以250QJ125型潜水泵配两种导流器为例,通过CFD数值计算,预测出潜水泵的性能,将解析法求得的潜水泵最佳工况点与模拟试验结果进行了比较,其结果较为吻合.经对两种导流器内部的速度场和压力场分析,提出了增加导流器长度、增大导叶片进口冲角和壁角等方法可提高潜水泵的效率.
【总页数】5页(P182-185,192)
【作者】魏清顺
【作者单位】山西农业大学,林学院,山西,太谷,030801
【正文语种】中文
【中图分类】TV136
【相关文献】
1.漂浮潜水泵参数理论优化及内部流场数值模拟 [J], 吴杰;张世富;张起欣;张冬梅;曹振华
2.跨音风扇内部流场数值模拟及湍流模型研究 [J], 赵瑞勇;杨慧
3.基于非线性湍流模型的多翼离心风机内部流场三维数值模拟及性能预测 [J], 李亮;王瑞;金晗辉
4.漂浮潜水泵参数理论优化及内部流场数值模拟 [J], 吴杰;张世富;张起欣;张冬梅;
曹振华;
5.农用潜水泵内部流场的CFD数值模拟 [J], 魏清顺
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弯管内部油水两项流的数值模拟

弯管内部油水两项流的数值模拟闫明龙;聂晶;刘勇峰;刘林远;孙辰琛【摘要】在油井出油管道以及石化生产中，油水两项流是非常常见的现象。

为了减少能耗、便于制订防腐措施，利用GAMBIT软件建模以及FLUENT软件的可实现模型对弯管中油水两项流的压力场和速度场进行模拟。

结果表明，管内入口直管压力呈逐阶减小趋势；弯管内壁出形成低压区且又内向外逐渐增大；而速度分布正好与压力分布规律相反，恰好与自由涡流理论的模型相符。

且通过对油水两项所占体积分数分别为30%、50%、80%三种情况的模拟得出，由于水密度大于油的原因，随着油相体积分数的下降，管内整体压强减小，整体速度增大。

%The oil-water two-phase flow is very common in oil pipe of well and petrochemical industry. In order to decrease energy consumption and formulate anticorrosive measures, GAMBIT software was used to establish the model, and pressure field and velocity field of oil-water two-phase flow in elbow were simulated by FLUENT software. The results show that the straight tube inlet pressure reduces gradually;low-pressure area is formed at inside wall of the elbow and it increases from inside to outside;distribution laws of the velocity and pressure is just opposite, just conform to the free vortex theory model. The results simulated under three cases of oil-water volume fraction of 30%, 50%and 80%show that, due to the density of water is higher than oil, as the oil phase volume fraction declines, the overall pressure in tube reduces, the overall speed increases.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2014(000)012【总页数】3页(P2724-2726)【关键词】弯管;数值模拟;流动;油水两项流;FLUENT【作者】闫明龙;聂晶;刘勇峰;刘林远;孙辰琛【作者单位】中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司，四川成都610041;中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司，四川成都 610041;中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司，四川成都 610041;中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司，四川成都 610041;中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司，四川成都 610041【正文语种】中文【中图分类】TQ018在油田开发的中后期,为了提高采收率,人们常用注水的方法增加产量。

弯道取水口表层水流速度场数值模拟

GU Pan， MOU Xian － you， ZHANG Wan － feng， ZHENG Yong － peng
（ College of Water Conservancy and Civil Engineering，Inner Mongolia Agricultural University，Hohhot 010018，China）
通过速度云图可以直观看出，引水渠内流速较大，无需担心泥沙淤积问题，但在取水口处流速相对较低，并且流场状态复杂，应特别注意泥沙淤积。同时，引水渠与主河道相交处（图 3 中方框所示），流速变化剧烈，不利于工程维护，应适当进行优化，尽量使边线过渡平缓。
参考文献：
［1］周素真，马有国，田治宗等．弯道环流及其在取水防沙中的应用〔J〕．农田水利与小水电，1993（ 2）： 34 － 38．
［2］王庆，郭德发．新疆人工弯道式引水枢纽的设计与运行〔J〕．人民长江，2004，35（ 1）： 74 － 77．
［3］张黎，张鹤．分流对弯道水流水力特性影响的试验研究〔J〕．吉林水利，2009（ 6）： 53 － 56．
Abstract： According to the physical model，3D ultrasonic current － meter is utilized in this paper to measure three － dimensional flow structure directly under different conditions near water intake． Numerical simulation of the two dimension flow has been simulated by using standard turbulent model． Comprehesive analysis，the velocity at the water intake change rapidly． The velocity at the downsteam of water intake significantly reduced． Key words： artificial bend； water intake； numerical simulation

泵站前池流场的数值模拟

1.前言泵站前池是把引渠和泵房合理衔接起来的重要进水构筑物，其作用使得水流均匀平顺地从引渠流入进水池，为泵站运行创造良好的水力条件。

前池设计不当时，会在池中产生离壁、回流和漩涡，不仅会增大能量消耗而且还会恶化水流条件，致使水泵效率降低，甚至引起水泵汽蚀、机组及管道振动，产生噪音，使机组无法正常运行，影响机组的使用寿命。

在多泥沙的水源泵站，池内不良的流态还会引起冲刷及淤积。

随着数值计算技术的发展，采用数值模拟来预测水流流动的状况已成为一种趋势，在此，本文采用二维数学模型对泵站前池流场进行模拟。

2．泵站前池水流计算的数学模型2.1前池流态的控制方程泵站前池水流满足雷诺平均动量方程和连续方程，并且为不可压流动。

连续方程：坠u i i=0（i=1、2）（1）雷诺平均动量方程:坠u i ＋u i 坠u i j =f i +1坠p 坠x i ＋坠p 坠x j [(γ+γt)(坠u i 坠x j ＋坠u j 坠x i)]（i=1、2）（2）式中，f i 单位质量力，ρ表示液体的密度，γ表示分子粘性系数，γt紊动粘性系数，u j ,u i 各方向的流速。

由于上式控制方程中γt 是未知的，其不能组成封闭方程组，在此引入标准的κ～ε模型。

标准的κ～ε方程由紊流动能κ的输运方程和紊流能量耗散率ε的输运方程构成。

此种模型的紊动粘性系数为γt =c μκ2ε（3）要确定式中紊流动能κ和紊流能量耗散率ε时，用κ和ε的两个输运方程［1］如下：ρ坠κ坠t ＋ρu j 坠κ坠x j =坠坠x j [(γ+γt 坠κ)坠κ坠x j ]+γt γu i 坠x j (γu i 坠x j +γu j 坠x i)+ρερ坠ε坠t＋ρu κ坠ε坠x κ=坠坠x κ[(γ+γt 坠ε)坠ε坠x κ]+c 1εκγt γu i 坠x j (γu i 坠x j +γu j 坠x i )-c 2ρε2κc μ、C 1、C 2、σκ、σε为经验常数，可实验求得，朗德尔（Launder ）和史帕丁（Spalding ）建议的常数值［2］，列如下表1-1表1-1κ-ε模型中的常数数值2.2边界条件进口断面u=u 0,ν=ν0(u 0、v 0)实测流速，k=0.06u 02,ε=0.06u 03/b ，b 为渠道进口断面宽度；壁面u=0、v=0、k=0、ε=0。