基于非定常数值模拟的微型循环水泵性能预测
深海扬矿泵内部非定常流体径向力研究
深海扬矿泵内部非定常流体径向力研究赵贺;刘少军;胡小舟【摘要】基于深海扬矿泵是深海采矿系统的关键设备,泵内部流动较复杂,无法用公式对流体径向力进行理论计算等,采用试验和数值模拟方法对其作用规律以及产生机理进行研究.首先,对泵内流场进行定常数值计算.然后,进行非定常数值计算,得到泵内压力和径向力的时域和频域图.研究结果表明:在对泵内流场进行定常数值计算时,发现扬程、功率和效率的模拟值与试验值较吻合,从而验证了数值模拟方法的可行性;叶轮和导叶的动静干涉是泵内产生压力脉动和不平衡径向力的重要原因;泵内压力和径向力均呈周期性脉动;叶轮内的压力脉动周期和主频与导叶的叶片数相关,导叶内的压力脉动周期和主频与叶轮叶片数相关,而两者的径向力脉动周期和主频则均与叶轮叶片数相关.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(050)004【总页数】8页(P829-836)【关键词】深海扬矿泵;非定常流体径向力;压力脉动;数值模拟【作者】赵贺;刘少军;胡小舟【作者单位】中南大学机电工程学院,湖南长沙,410083;中南大学机电工程学院,湖南长沙,410083;中南大学深圳研究院,广东深圳,518000;中南大学机电工程学院,湖南长沙,410083【正文语种】中文【中图分类】TH311近年来，随着陆上矿产资源逐渐减少，海底矿产资源的开发与利用已成为国际社会关注的热点。
由于深海矿产资源往往处于超常极端环境并且具有特殊的赋存状态，这就要求深海扬矿泵要能适应极端恶劣与复杂的深海作业环境，因此，与一般的陆地普通多级电泵相比，深海扬矿泵应具有高扬程、粗颗粒、轴向流和可回流的特点。
同时，作为采矿系统的动力输送部件，深海扬矿泵对性能和稳定性也往往有着较高的要求。
这说明深海和陆地普通多级泵在机理和特性方面有较大不同，两者在研究内容和难度上也有较大区别。
深海扬矿泵属于高比转速离心泵型，有离心式叶轮和空间式导叶，在运转过程中，其内部流场的不稳定流动会导致叶轮和导叶表面的周向压力分布不均，进而产生不平衡的流体径向力，严重时还会引起泵的振动和噪声，影响其运行稳定性。
导叶式混流泵内部非定常流动特性数值模拟
导叶式混流泵内部非定常流动特性数值模拟季磊磊;李伟;施卫东;张扬;杨勇飞【期刊名称】《农业机械学报》【年(卷),期】2016(047)0z1【摘要】为了研究不同流量工况对导叶式混流泵内部非定常流动特性的影响,基于ANSYS CFX软件并采用标准k-ε两方程模型对混流泵的外特性进行了数值预测,分析了流量工况对混流泵内压力分布、流线分布和湍动能的影响,探讨了不同流量工况下不同监测点的压力脉动时域和频域响应.研究结果表明,数值计算的外特性结果与试验测量结果趋势基本一致,最优工况点数值预测与试验测量的扬程和效率误差分别为3.29％和0.27％,数值计算的准确度较高.小流量工况下,叶片工作面与背面之间存在着较大的压力梯度,形成的轮缘泄漏流对主流产生较大干扰,同时受到动静干涉的影响,在叶轮出口和导叶流道内造成较大的能量损失和湍动能耗散;随着流量增加,轮缘泄漏流逐渐减少,动静干涉效应相对减弱,流场流动趋于平稳.不同流量工况下,各监测点压力脉动呈明显的周期性变化,一个旋转周期内压力脉动曲线有4个波峰和4个波谷,叶片通过频率始终占主导作用;流量对叶轮进口处和导叶中间处的压力脉动影响最明显,小流量工况下压力脉动系数的幅值变化最大;随着流量的增大,压力脉动频域幅值随之减小.本研究可为扩大混流泵的运行范围以及混流泵叶轮和导叶的优化设计提供参考依据.【总页数】9页(P155-162,188)【作者】季磊磊;李伟;施卫东;张扬;杨勇飞【作者单位】江苏大学流体机械工程技术研究中心,镇江212013;江苏大学流体机械工程技术研究中心,镇江212013;江苏大学流体机械工程技术研究中心,镇江212013;江苏大学流体机械工程技术研究中心,镇江212013;江苏大学流体机械工程技术研究中心,镇江212013【正文语种】中文【中图分类】TH313【相关文献】1.基于大涡模拟的导叶式混流泵叶轮内压力脉动特性分析 [J], 杜媛英;高强;尚长春;郝昱宇;赵天鹏;王晓璐2.导叶式混流泵多工况内部流场的PIV测量 [J], 李伟;季磊磊;施卫东;周岭;张扬3.导叶式离心泵内部流动特性数值模拟 [J], 朱相源;江伟;李国君;孙光普4.低比转数混流泵导叶内部压力脉动特性研究 [J], 翟杰;祝宝山;李凯;王旭鹤;曹树良5.高比转数混流泵非定常流场压力脉动特性 [J], 王春林;贾飞;吴志旺;刘栋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于OpenFOAM的全回转推进器非定常性能预估
基于OpenFOAM的全回转推进器非定常性能预估
魏德山;董国祥;陈伟民
【期刊名称】《船舶力学》
【年(卷),期】2017(000)0z1
【摘要】本文选择某一全回转吊舱推进器为研究对象,运用任意网格面元法(AMI)CFD数值计算方法,计算采用的开源数值计算软件OpenFoam对全回转推进器非定常敞水水动力性能进行了研究分析.控制方程离散采用有限体积法,湍流模型选取SSTκ-ω 模型,速度压力耦合采用PIMPLE算法求解.通过与试验结果比较,验证了基于OpenFoam的非定常数值计算方法在全回转推进器敞水性能预报的可靠性和有效性.
【总页数】6页(P228-233)
【作者】魏德山;董国祥;陈伟民
【作者单位】上海船舶运输科学研究所航运技术与安全国家重点实验室 ,上海200135;上海船舶运输科学研究所航运技术与安全国家重点实验室 ,上海 200135;上海船舶运输科学研究所航运技术与安全国家重点实验室 ,上海 200135
【正文语种】中文
【中图分类】U664.3
【相关文献】
1.非均匀来流中全方向推进器非定常水动力性能的研究 [J], 常欣;邹经湘;黄胜;郭春雨
2.采用涡格法和面元法预报吊舱推进器非定常水动力性能 [J], 马骋;钱正芳;陈科;蔡昊鹏;庄光宇
3.带定子导管螺旋桨定常和非定常性能预估的基于速度势的面元法 [J], 王国强;刘小龙
4.全方向推进器非定常水动力性能的面元预报方法 [J], 常欣;黄胜;贡毅敏
5.泵喷推进器非定常空化性能数值模拟分析 [J], 鹿麟;潘光
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于重叠网格方法的水轮机非定常水动力数值仿真
基于重叠网格方法的水轮机非定常水动力数值仿真刘垚;蔡卫军;王明洲【摘要】[目的]为了研究海流环境条件下水轮机的非定常水动力性能,[方法]采用基于重叠网格的动态流体固态相互作用(DFBI)方法,对水轮机在不同来流条件下的非定常水动力性能进行仿真分析.[结果]研究结果表明:采用基于重叠网格的DFBI方法可以实现在启动过程的起步、加速和稳定3个阶段对水轮机转速、力矩和流场等瞬态参数进行监测;水轮机获能系数Cp在设计流速1.2 m/s附近出现峰值0.24,在流速动态变化条件下,水轮机的平均获能系数约为0.181,与设计流速为1.2 m/s时的获能系数相比下降了约33%.[结论]采用的基于重叠网格的DFBI数值仿真方法能够对实际海流情况下的水轮机被动旋转水动力特性进行监测,对实际工程设计具有较好的参考价值.%[Objectives]In order to study the unsteady hydrodynamic performance of turbines under changing current conditions,[Method]this paper uses the Dynamic Fluid Body Interaction(DFBI) method based on an overset grid to simulate the unsteady hydrodynamic performance of turbines under different flow conditions.[Results]The results show that the DFBI method based on an overset grid can realize the monitoring of such transient parameters as speed,torque and flow field in the three stages of starting,acceleration and stabilization of the turbine during start-up. The power coefficient of the turbine has a peak value near the design flow rate of 1.2 m/s. Under dynamic conditions,the average energy efficiency of the turbine is about 0.181,which is about 33% lower than the designed flow rate of 1.2 m/s. [Conclusions]The numerical simulation method used in this paper can monitor the hydrodynamic performance of passively rotatingturbines under real current conditions,and changes in the characteristic parameters of the turbine flow field and power output under passive rotation conditions,which can play an important role in guiding actual engineering design.【期刊名称】《中国舰船研究》【年(卷),期】2018(013)001【总页数】8页(P85-92)【关键词】海流能水轮机;被动旋转;非定常模拟;重叠网格;DFBI【作者】刘垚;蔡卫军;王明洲【作者单位】西安精密机械研究所,陕西西安710077;西安精密机械研究所,陕西西安710077;西安精密机械研究所,陕西西安710077【正文语种】中文【中图分类】U661.10 引言随着我国海洋空间站、深海预置武器等各类海洋探测仪器设备的快速发展应用，其待机状态下长期的能源补给成为一个急需解决的问题。
多级离心泵内部非定常压力脉动的数值模拟
多级离心泵内部非定常压力脉动的数值模拟马新华;冯琦;蒋小平;王伟;何勇冠【期刊名称】《排灌机械工程学报》【年(卷),期】2016(34)1【摘要】为了研究多级离心泵内部稳态和瞬态的流动特征，以不锈钢冲压多级离心泵为研究对象，基于计算流体动力学（computational fluid dynamics，CFD）软件 ANSYS CFX，选取标准 k －ε湍流模型，在设计工况下对整机进行两级全流场非定常数值模拟。
计算结果与试验结果吻合较好，验证了数值模型和计算方法的准确性。
在叶轮某一流道的压力面和吸力面分别设置了4个监测点，在导叶的某一流道设置了6个监测点，分别分析了叶轮和流道式导叶内不同位置的压力脉动特性，并对其进行了频域分析。
结果表明：叶轮与导叶间的动静干涉是产生静压波动的原因，静压波动均值从叶轮进口到叶轮出口逐渐增大；整体式冲压叶轮的形状影响正导叶内的压力脉动，一个周期内的压力波动间隔相似；叶轮和导叶间的动静干涉影响显著，首级泵体反导叶中部及出口位置脉动频率为3倍叶频，而在其他位置处均为1倍叶频；额定工况下导叶内部脉动主频均出现在低频处，表现为叶频压力脉动。
【总页数】6页(P26-31)【作者】马新华;冯琦;蒋小平;王伟;何勇冠【作者单位】江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心，江苏镇江 212013;江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心，江苏镇江 212013;江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心，江苏镇江 212013;江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心，江苏镇江 212013;江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心，江苏镇江 212013【正文语种】中文【中图分类】S277.9;TH312【相关文献】1.多级离心泵内部非定常压力分布特性 [J], 曹卫东;刘光辉;施卫东;王党雄2.高比转速斜流泵内部非定常压力脉动特性 [J], 施卫东;邹萍萍;张德胜;周岭3.旋流泵内部非定常压力脉动分析 [J], 沈姗姗;薛明瑞;周豪4.导叶与隔舌相对位置对离心泵非定常压力脉动影响的数值模拟 [J], 朱相源;江伟;李国君;刘鹏飞5.叶片数对混流泵内部非定常压力脉动特性的影响 [J], 季磊磊;李伟;施卫东;邵佩佩;蒋小平因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
汽车冷却水泵小流量工况下非定常空化特性研究
汽车冷却水泵小流量工况下非定常空化特性研究周晓红;曾维友;陈伟;罗时军;耿宁一【摘要】针对汽车冷却水泵的空化问题,对小流量工况下非定常空化特性及其对压力脉动的影响进行了研究.采用SST k-ω湍流模型和Zwart-Gerber-Belamri(ZGB)空化模型,对水泵在典型空化状态下的流场进行了数值模拟研究,得到了小流量工况下叶轮内的非定常空化流动特征和空泡的时空演变规律;对蜗壳上的压力脉动进行了频谱分析,得到了不同空化条件对压力脉动的影响;通过泵的空化实验,对数值模拟结果进行了验证.研究结果表明:随着空化余量的减小,各监测点压力脉动峰的峰值和主频幅值逐渐增大,特别是隔舌位置处的压力脉动变化最为显著;泵内的空泡表现为不对称分布,主要集中在叶片前缘位置以及后盖板靠近叶轮进口位置,并随着空化的加剧,空泡体积分数逐渐增大.【期刊名称】《机电工程》【年(卷),期】2019(036)008【总页数】7页(P777-782,790)【关键词】汽车冷却水泵;非定常流动;空化特性;压力脉动;流场分析;数值模拟【作者】周晓红;曾维友;陈伟;罗时军;耿宁一【作者单位】湖北汽车工业学院理学院,湖北十堰442002;湖北汽车工业学院理学院,湖北十堰442002;湖北汽车工业学院理学院,湖北十堰442002;湖北汽车工业学院理学院,湖北十堰442002;浙江省地质矿产研究所,浙江杭州310007【正文语种】中文【中图分类】TH301;U464.138+.10 引言汽车冷却水泵是发动机冷却循环系统中的主要部件，具有体积小、结构复杂、转速变化范围广等特点，其作用是将发动机相关部件的机械能转化为压力能，从而实现冷却液的循环流动[1-4]。
由于汽车冷却水泵结构的复杂性与特殊性，容易发生空化、振动以及噪声，同时也易诱发高幅值的压力脉动，影响整个冷却系统的安全稳定性。
空化不仅会腐蚀过流部件，空泡溃灭时会产生振动，从而诱发脉动产生噪声，严重时汽车冷却水泵还会损坏[5-8]。
轴流泵定常、非定常数值模拟
轴流泵定常、非定常数值模拟1网格划分1.1. 叶轮[1] 在NX中，【文件(F)】→【导出(E)】→STEP203，将水体转成.stp格式。
[2] 打开ICEM CFD，【File】→【Change working directory】，选择工作目录。
[3] 【File】→【Import Geometry】→【STEP/IGES】，导入几何体，【Apply】如图4-6-1。
图4-6-1 导入几何图4-6-2 划分part[4] 【Geometry】→【Repair Geometry】，，【Apply】。
若均为红线则实体拓扑结构完整。
[5] 为了便于后面的网格划分和后续的CFD设置，将叶轮水体的不同部位设为不同的“part”，如图4-6-2。
[6] 【Creat Body】，点击“2 screen location”后的鼠标箭头，在体上选择两点，要求这两点的连线都在体内，如图4-6-3。
点1点2单击图4-6-3 生成BODY[7] 【Mesh 】→【Global Mesh Setup】进行全局网格设置，“Scale factor”：1.0，“Max element”:10.0，【Apply】。
a·ii·b图4-6-4 全局网格设置[8] 【Mesh】→【Part Mesh Setup】，进行局部网格加密。
如图5，设置max size，CKB（出口边）：0.5，JKB（进口边）：0.5，KT（壳体）：4，LG（轮毂）：4，YLCK（叶轮出口截面）：4，YLJK（叶轮出口截面）：4，YP（叶片）：2。
图4-6-5 局部网格加密[9] 【Mesh】→【Compute Mesh】，【V olume Mesh】，“Mesh Type”：Tetra/Mixed，”Mesh Method”：Robust(Octree)，如图4-6-6a，【Compute】。
生成网格数：134万，如图4-6-6b。
基于CFD数值模拟的内燃机水泵性能预测
基于CFD数值模拟的内燃机水泵性能预测
吴伟平;姜树李;曹晓辉;徐刚;温杰
【期刊名称】《小型内燃机与摩托车》
【年(卷),期】2012(041)001
【摘要】应用SC/Tetra软件对某内燃机冷却水泵进行三维CFD分析,得到水泵内部流动细节,如压力分布、速度分布、水力损失等.在流场分析的基础上,得到了水泵的扬程、效率等数据,通过这些数据预测内燃机水泵的性能.文中将数值计算的性能数据与试验数据对比,计算结果与试验结果吻合,验证了用CFD数值计算方法对水泵进行性能预测是有效的,且能充分反应水泵内部复杂流动情况,对水泵结构改进、性能预测与优化具有重要的理论参考意义.
【总页数】5页(P21-25)
【作者】吴伟平;姜树李;曹晓辉;徐刚;温杰
【作者单位】江苏大学汽车学院江苏镇江212013;江苏大学汽车学院江苏镇江212013;江苏大学汽车学院江苏镇江212013;江苏大学汽车学院江苏镇江212013;江苏大学汽车学院江苏镇江212013
【正文语种】中文
【中图分类】TK414.2
【相关文献】
1.基于CFD数值模拟的水泵机组振动分析 [J], 施准备;竺维佳;彭玉成;陈喜阳
2.基于CFD数值模拟的洗衣机排水泵优化 [J], 高勇;康献民;肖勇
3.基于CFD的污水泵性能预测与优化 [J], 张玉良;肖俊建;周兆忠;余建平
4.基于CFD的冷却水泵气蚀性能预测及优化 [J], 尹曼莉; 严冬; 叶伊苏
5.基于迁移学习的离心式水泵扬程性能预测 [J], 杨鑫宇;吕政;赵珺;王伟
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
轴流式水轮机三维非定常湍流计算及压力脉动预测
轴流式水轮机三维非定常湍流计算及压力脉动预测
吴墒锋;吴玉林;林琳;刘树红
【期刊名称】《工程热物理学报》
【年(卷),期】2006(27)6
【摘要】水轮机的稳定性研究是目前工程上大型水轮机组流动分析的重要课题,本文以某水电站的大型轴流转桨式水轮机原型为基础建立计算模型,完成了从蜗壳进口到尾水管出口整个流道的非定常湍流计算,预测了固定导叶进口、转轮后、尾水管进口等多个位置的压力脉动,并利用FFT变换进行分析得到了压力脉动的频率和幅值,探讨了水轮机全流道内压力脉动产生和传播的原理．
【总页数】3页(P956-958)
【关键词】轴流转桨式水轮机;三维湍流计算;非定常;压力脉动
【作者】吴墒锋;吴玉林;林琳;刘树红
【作者单位】清华大学热能工程系;福建省电力试验研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TK123
【相关文献】
1.三峡原型水轮机的非定常湍流计算和压力脉动分析 [J], 邵奇;杨建明;刘树红;吴玉林;戴江
2.三峡原型水轮机的非定常湍流计算和压力脉动分析 [J], 邵奇;杨建明;刘树红;吴玉林;戴江
3.三峡水轮机的三维非定常湍流计算和压力脉动分析 [J], 邵奇;刘树红;戴江
4.原型水轮机的非定常湍流计算和尾水管压力脉动分析 [J], 刘树红;邵奇;杨建明;吴玉林;戴江
5.三峡水轮机的非定常湍流计算及整机压力脉动分析 [J], 刘树红;邵奇;杨建明;吴玉林;戴江
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于数值模拟的电磁泵性能优化设计
基于数值模拟的电磁泵性能优化设计导言随着科技的不断进步和应用领域的扩展，电磁泵作为一种重要的流体输送装置，在工业和农业领域有着广泛的应用。
电磁泵的性能直接影响着系统的稳定性和效率。
本文将基于数值模拟的方法，探讨电磁泵性能的优化设计。
一、电磁泵的工作原理电磁泵利用电磁驱动力将液体从一处输送到另一处。
其基本构造包括电磁驱动系统、流体循环系统和控制系统。
电磁驱动系统产生电磁场，通过磁力作用于导体中的电流产生力矩，推动工作物体运动。
流体循环系统中的管道和阀门负责输送和控制液体的流动。
二、电磁泵性能的优化需求电磁泵作为流体输送装置，其性能的优化关乎系统的效率、稳定性和可靠性。
在设计中，需要考虑以下几个方面的因素：1. 提高输送效率：电磁泵的输送效率直接影响着能量的消耗和系统的运行成本。
通过优化设计，减少液体在输送过程中的摩擦损失和流动阻力，提高泵的效率成为重要的目标。
2. 稳定性改进：在输送过程中，电磁泵应该能够稳定地输送一定流量的液体，并保持压力的稳定。
通过优化电磁驱动系统和流体循环系统的设计，可以提高电磁泵的稳定性，减少系统的故障和维护成本。
3. 噪音与振动控制：电磁泵在工作中可能会产生噪音和振动。
通过减小电磁驱动系统的振动和优化流体循环系统的设计，可以降低噪音和振动的产生，提高系统的舒适性。
三、数值模拟在电磁泵设计中的应用数值模拟技术已经成为电磁泵设计中重要的工具。
通过建立数学模型和计算流体力学（CFD）方法，可以模拟液体在电磁泵系统中的流动特性和相互作用。
数值模拟可以提供以下方面的信息：1. 流动场分析：通过数值模拟，可以分析电磁泵内液体的流动速度、压力分布和流线。
这些信息可以帮助设计师了解系统中液体的行为，优化流动路径，减少流动阻力。
2. 传热特性分析：电磁泵中的液体在运动过程中会产生热量，通过数值模拟可以分析液体的温度分布和热量传递特性，以及热量对系统性能的影响。
这些信息对于冷却和热管理的设计很有价值。
基于数值模拟的离心泵性能预测
10 FLU ID MACH INERY Vol135, No110, 2007
通过国内外相关文献 ,发现目前之所以不能直接 通过数值模拟的方法对轴功率和效率进行预测 , 是因为在物理模型的简化过程中 ,忽略了泵体 、泵 盖与叶轮之间的前后腔以及密封环间隙的影响 , 因而无法计算由于圆盘摩擦损失和容积损失而消 耗掉的这部分轴功率 ,也就是不能直接计算出轴 功率的大小 ,从而也不能准确计算出相应的效率 。 并且 ,试验研究证明 ,密封环间隙的大小对离心泵 的性能有重要的影响 [ 10 ] 。忽略了前后腔及密封 环间隙这部分区域 ,在一定程度上已经破坏了流 场的实际结构分布 ,使数值模拟从物理模型开始 就存在一定的“失真现象 ”,这个问题还没有引起 足够的重视 。
CFD 技术具有“虚拟流体实验室 ”之美誉 [ 1 ] 。目 前对离心泵内部流场进行数值模拟研究的文献已 有很多 ,大量的计算结果与试验数据的对比情况 表明 , 在多数情况下 CFD 技术能够较真实地反映 流场的分布情况 [ 2～5 ] 。对 CFD 技术的熟练掌握 与灵活应用 ,能够在离心泵水力模型设计的过程 中取得事半功倍的效果 。
Performance Pred iction of Cen tr ifuga l Pum p Ba sed on the M ethod of Num er ica l S im ula tion
WANG Xiu2yong,WANG Can2xing ( Zhejiang University, Hangzhou 310027, China)
图 1 计算区域示意
在边界条件的设定完全相同的前提下 ,应用 CFD软件 FLUENT对上述两种流场进行了计算 。 由于两种流场的计算网格具有完全一致性 ,消除 了因网格划分的不同而引入的计算结果上的差 异 。通过对两种流场扬程的计算值与试验值进行 比较 ,以及对流场 Ⅰ的轴功率和效率的计算值与 试验值进行比较 ,证明了前后腔及密封环间隙对 流场计算确实具有重要的影响 ,同时证明本文所
叶片式混输泵非定常流动的数值模拟
ｌ ｉ ｑ ｕ ｉ ｄ ｔ ｗｏ — ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｕ ｎ ｓ ｔ ｅ ａ ｄ ｙ ｌ ｆ ｏ ｗ ｉ ｎ ａ ｍｕ ｈ ｉ ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｒ ｏ ｔ ｏ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｐ ｕ ｍｐ．ｗ ｉ ｔ ｈ ａ ｎ， Ｇ （ ｉ ｎ ｌ ｅ ｔ ｇ ａ ｓ Ｖ Ｏ — ｌ ｕ ｍｅ
ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｒ ｏ ｔ ｏ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｐ ｕ ｍｐ ｓ，ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｓ ｕ ｍｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｉ ｎ ｙ ｂ ｕ ｂ ｂ ｌ ｙ ｌｏ ｆ ｗ，ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ａ ｔ ｗｏ — ｌｕ ｆ ｉ ｄ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ，ｔ ｈ ｅ ｇ ａ ｓ —
ｒ ｆ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ） ｏ ｆ １ ５ ％， ｗ ａ ｓ ｎ ｕ ｍ ｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｙ ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ．Ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，ｔ ｈ ｅ 一８ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ Ｓ Ｓ Ｔ（ Ｓ ｈ ｅ ａ ｒ Ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ：Ｔ ｏ ｆ ｕ ｒ ｔ ｈ ｅ ｒ ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｅ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ ｏ ｆ ｐｈ ａ ｓ ｅ ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｇ ａ ｓ ａ ｃ ｃ ｕ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｍｕ ｌ ｔ ｉ —
Ｎｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｕ ｎ ｓ ｔ ｅ ａ ｄ ｙ ｌｏ ｆ ｗ ｉ ｎ
ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｒ ｏ ｔ ｏ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｐ ｕ ｍｐ ｓ
Ｙ ｕ Ｚ ｈ ｉ ｙ ｉ ， Ｚ Ｒ ｕ ｏ ， Ｃ ａ ｏ Ｓ ｈ ｕ ｌ ｉ ａ ｎ ｇ 。
低比转数离心泵内部非定常流动特性数值预测_裴吉
（ 6）
同时， 在整个叶轮旋转周期上对定义的强度量 得到时均化的速度非定常 进行累积的时均化处理， S u 和时均化的湍流强度量系数 T u ， 强度系数 I u 、 以 此在全面考虑了整个叶轮旋转周期内时变湍流流动 结果的条件下对离心泵内部流动的非定常性进行评
第1 期
裴吉 等： 低比转数离心泵内部非定常流动特性数值预测
引言
离心泵被广泛应用于石油、 化工、 水利等工农业 领域， 也是航空、 舰船、 潜艇等高技术装备的关键设 备。离心泵中叶轮与蜗壳隔舌或导叶间的相互作用 会在叶轮下游的压水室内产生时变的不稳定流动以 ［1 ］ 及压力脉动 。 而非定常流动是影响离心泵稳定 运行的一个主要因素， 离心泵的旋转和静止部件都 会受到非定 常 流 动 所 产 生 的 时 变 水 力 激 励 作 用 ， 进而产生流 动 诱 导 振 动 现 象 ， 这会使泵部件的材 影响机器寿命 。 此外 ， 在存在声音传播介 料疲劳 ， 质的条件下 ， 非定常流动还会产生流动噪声并传 播， 不仅影响环境质量 ， 对于隐秘性极高的潜艇等 国防设备 ， 更是降低了其隐秘的特性 。 因此 ， 深入 研究离心泵复杂的非定常流动特性对于建立低压 力脉动 、 低振动噪声的离心泵水力设计方法 ， 在泵 设计阶段有效地抑制流动诱导振动噪声的发生是 十分有必要的 。 对于动静干涉引起的水泵非定常流动现象， 学 ［2 ～ 17 ］ 。通 者们进行了大量的数值仿真和试验研究 过对研究文献的分析可知， 对非定常流场计算结果 的处理往往较为简单， 不能很好且深入地发现非定 常流动的内在分布规律。 为了定量、 直观地得到离 心泵内部流动的非定常强度， 分析非定常流动的强 弱分布， 本文根据速度三角形推导来衡量非定常性 的速度非定常强度系数和湍流强度系数， 利用 CFD
轴流式循环泵非常工况下的性能预测
泵作 为阻力元件时， 情况要 比弯管、 阀门等复杂 得多。如果仅仅是供电中断 ，那么叶轮仍然可以转 动， 其阻力系数将与转速有关。如果是由于机械故
障导 致叶 轮卡死不 能 转动 。其 阻力 系数 与叶轮转 动
哺一 一
ｉ ７ Ｊ
的情况又大不相同。同时 ，其阻力系数的值还与叶
轮 叶片 的位置有 关 。
方法获 得 的。 目前 ， 也越来 越 多地用 数值计算 的方法 获得泵 的性能 参数 。
水力损失
数值模拟
有一些流体动力系统 ，除了对泵 的正常工作 性能有要求之外，泵在非正常工作状态下的特性对 系统 的工 作也 有很 大 的影 响 。例 如 ，当电动机失 电
后， 泵在 系统 中就成 为一个 阻力 ， 而不 再是一 个动力
５嚣 ＾ ｕ Ｍ Ｔ Ｅ Ｄ
｝ 踩：Ⅲ． 墼 ｏＳ ＺＩ ２
，
、
，
．
ｎ＿ ｎ
…
讲连 （／ ） 【 ｍ ｓ
～
甜 —… —川 — —
图 ６ 水力损失与流速 的关系 （ 叶轮转动）
础麟
～
与前节相同， 在给定的流量下进行计算 ，计算
茎； 船 ；计 盖； 流 量分别 取为 Ｑ、ｑ ２和 ｑ ３ Ｑ为 额定；善 ）要 ／ ／（ 流量 主至 ，
叶轮内的阻力大。 而且 ， 导叶出口的流态还必将影响
后面 的管路 内的 流态 。
６７ ６
飞逸转速（／ ｉ） ｒ ｒｎ ａ 水力损失
２０ ００ ７０ ８ ． ９
１０ ００ １８１ ．０
０８６ ． ０
３ ２ 叶轮不转８ ．８８
０４６ ．９
０ ４ ９ ．９５
的能力 。
微型离心泵非定常数值计算
微型离心泵非定常数值计算
陈梅干;顾德裕
【期刊名称】《科技信息》
【年(卷),期】2011(000)032
【摘要】本文阐述了采用RNG k -ε湍流模型和滑移网格技术,对微型离心泵全流道进行三维非定常数值模拟,预测了微型离心泵的性能,并与试验值进行对比分析.同时,对中截面上不同工况下不同时刻的总压分布和涡量分布进行分析,分析结果表明:隔舌附近区域总压随时间变化明显,距离隔舌越远,总压变化越小；各个流道内的涡量分布不一致,都是远离隔舌的流道涡量较小,而靠近隔舌的流道内涡量值较大.【总页数】3页(P376-378)
【作者】陈梅干;顾德裕
【作者单位】苏州大学;苏州托普信息职业技术学院;苏州大学
【正文语种】中文
【相关文献】
1.定常多相位与非定常计算方法在双吸离心泵数值模拟中的应用
2.定常多相位方法与非定常方法用于离心泵数值模拟的比较研究
3.MCS-51系列单片微型计算机控制的无功功率补偿装置串级调速系统非定常参数的定常处理
4.单流道离心泵定常非定常性能预测及湍流模型工况适用性
5.蜗壳式离心泵内部非定常数值计算与分析
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
散率值。出口边界指定为 自由出流条件，认为泵 内流动 在 出 口部 分 已达 到 充分 发展 状 态 。旋转 叶 轮 与静 止 压水 室 间动 静 交 界面 的信 息 传递 ，引入 滑 移 网格 技术 进行 处 理 。
图 １ 微 型循环水泵结构简 图
３ 数值 预测结果与分析
本文 选 取微 型 循环 水泵 的 ５个 运行 工 况进行 了数值 模 拟 ，分 别 为 Ｑ ０６ ． 、 １０ １２ ／ ． 、０８ ． 、 ． 和 １４ ． 。各 工 况 点的 数值 模拟 值 是对 叶 片一 个旋 转周 期 内均 匀地 取 了 ５个 时刻 的值 进行 的平 均 。
率、 效率等性 能参数 进行预测 ，以检验其性 能是否
Ｃ
Ｕ ０８ ， ・ ４５
ｌ３ ・９
：
ｃ 一— １ Ｖ ｒ ｑ － ／） （ ／ ｏ
—
达到设计 要求 。但 同时研究 发现 ，由于 叶轮复杂 的几何形状 、 转动 的叶片 与静止 的压水室 间的相对 运动 、 离最优 工况 时吸水室水流 圆周运动 等因素 偏 使得 离心 泵 内部流 动呈 现非 定 常流动 的特 征 。为 此， 本文 采用不 同湍流模 型对微型循 环水泵进 行 了
６ 托 架 盖 ；７ 泵 体 密 封 垫 ；８ 管 接 头 密 封 垫 ；９ 定 子 套 ； 一 一 一 一 １一 推轴 承；１ Ｏ止 卜止 推 轴 承橡 胶 垫 ； １一 子 绕 组 ； ２定
１ 一 子；ｌ一 ３转 ４ 定子套 调整 垫；ｌ 一 ５ 水润 滑轴 承；
１一 壳 ； ｌ一 间绝 缘 纸 ； １一 端 绝 缘 纸 ６机 ７中 ８前
《 电技术》２ １ 年第 ２期 机 ００
有 限体积法对控制方程在空间域上进行离散 ，变 量 存储 在 控 制体 中心 。压 力项 采 用 二阶 格式 ，其 他各项均采用Ｑ ＩＫ ＵＣ 格式。 在时间域上 ， 采用二阶 全 隐格 式 进 行 离 散 。压 力和 速 度 的耦 合 求解 采 用Ｓ ＭＥ 算 法 。本 计 算 中 ，计算 精 度 为 １ ０ ， ＩＰ Ｃ ×１一 为足够分辨 内部流场的非定常信 息，时间步长设 置 为５６ ９ ０ Ｓ 即每 一 时 间步 长 叶轮转 过 １ 。 ． ６ ×１一 ， 。
如 下 嘲：
Ｏｐ） （ ＋ ｋ
ｄ
：
一
’ 考 （ Ｏ ＋ｘ
（） ５
｛ ｆ ： 。 ｖｕ Ｉ ＋ ｕ ）
：
ｏ 詈 ＋Ｌ ，］ ｘ 三 ＋』 一 ％ Ｉ ． ］ Ｌ
：
一
＋
（ １ ）
＋ １ ） ： （－ ２
动力 黏度 。
＝ ｍ ａｘ
为 了使上述 方 程组封 闭，对于 湍流 的处 理方 式 ，本 文采用 Ｒ Ｇｋ Ｎ —Ｆ湍流 模型 和 Ｓ Ｔ 七 湍 Ｓ 一 流模 型 。应用 ＲＧ 后 Ｎ 一￡模型 时 ，其 和 方程
如 下 ：
（ ｋ， 。 ２ １Ｏ－ ］ ｃ× 彻 Ｏｏ ０
２ 内部流场 的数值模拟
２ １计算对 象及 网格 划分 ．
一 一 ＝ １ ＋一 （ Ｏ＋ ｔ 一ｌ ÷‘ 一 ２ 口 一Ｉ ｐ Ｚ Ｉ ， 口 ）
一
Ｏｐ ） （ｋ
＋
：
微 型循 环水 泵 的几何 参 数及 设计 工 况参数 如
下 ：叶轮 外径 Ｄ２５ ｍ ＝ ３ ｍ，叶片 数 ｚ ８ ＝ ，设计流 量
《 电技术》２ １ 机 ０ ０年第 ２期
机 电研究及设计制造
基 于非定 常数值模拟 的微 型循环 水泵性 能预测
郑 炜
（ 福建省机械科学研究院，福建 福州 ３ ０ ０ ５ ０ ５）
摘 要 ：为准确预测微型循环水泵外特 性，分别采用 Ｓ Ｔ ｋ 湍流模 型和 Ｒ Ｇ ｋ 湍流模型及滑移 网格技术，对 Ｓ 一 Ｎ — 微型循环 水泵 内叶轮 、吸水 室、环形 压水 室和进 出 口管 的非定常流动进行 了数值模拟，并与试验进行了对 比分析 ，研 究
＋
＝
卜 ＿等 ｃ ｃ － ｚ
ｃ
Ｑ ＝２ ａ ｍ ／ 设 计 扬 程 Ｈａ ２８ ， 转 速 ｎ＝ ｈ， ＝ ． ｍ ２４ ｒ ｎ 比转 数 ｎ １７ ９ ０／ ， ｍｉ ｓ １ 。其 结构简 图如 图 １ ＝ 所
式 中
： ＋
：
占
不 。
机电研究及设计制造
当计 算 收敛 后 时 间步 向前 推进 ， 同时 叶轮 网格 转 到新 的位 置 ，开 始进 行 新 时间 步上 的计 算 。 进 口边 界指 定 为速 度 进 口条 件 ，其值 通 过流 量 和进 口过 流面 积确 定 ，并给 定 湍动 能和 湍 流耗
卜泵体 ；２ 叶轮 ；３ 轴端 过滤 网；４ 锁 紧件 ；５ ｖ 一 一 ～ 一 型圈 ；
三 维非定 常计算 ，预 测 了其外特 性 。
一
～
１ ｒ ＋ｐｌ
＝ １６ ．８
Ｃｌ ＝ １４ ， ．２
２
＝ ｃ
＋
ｑ ＝４ ７ ． ｏ ． ７Ｐ＝００ ２ ３ ．１
应 用 ＳＴ ｋ ６湍 流模 型 时 ，其 ｋ和 方程 Ｓ － ）
１ 数值计算方法
１ １数 学模型 ． 对 于不 可压缩 牛 顿流 体 的非定 常流 动 ，笛 卡 尔 坐标系 下 的连 续 方程 与运动 方程 可表 示为 瞳
Ｌ Ｏ ｔ
式中
Ｐ—— 水 的密 度 Ｉ — 速度 矢量 ； １ —
ｐ — — 质量 力 ： Ｆ
式 ＝ ｎ（ 中 ｔｈ 曙） ａ 口４
ａ ｇｌ＝ ｍ ｉ ｒ ｎ
『 ＿Ｌ 一ｐ
５ ｏ
＿
， ｙ ｏ ￣
Ｐ — 压力 ； —
— —
￣ｐ］ １ｏ ，ｋ ４ ￣ ７ Ｊ ２
表明 Ｓ Ｔ七 湍流模型 的预测精度较 高。 Ｓ 一
关键 词：微型循环水泵 ；湍流模型 ；非定常；外特 性 中图分类号：Ｔ ３ １ 文献标 识码 ：Ａ 文章编号：１ ７ —８ １（ ００ ２ ０ ６ ０ Ｈ１ ６ ２ ４ ０ ２ １ ）０ － ８ — ３
目前 ， 多学者应用 ＣＤ技术 对离心泵进 行定 很 Ｆ 常流动 数值模拟 ， 指定 的工 况下对 其扬程 、 在 轴功