基于多種湍流模型的離心泵的性能預測與試驗比對.pdf

1、離心泵是眾多水力機械中非常重要的一種,在工業(yè)、農業(yè)、煤礦、船舶、國防等領域得到了十分廣泛的應用,也正因為如此,離心泵水力性能的改善有著重要的意義。離心泵的設計和優(yōu)化方法主要是基于試驗優(yōu)化法、速度系數(shù)設計法和CFD設計優(yōu)化法等,時至今日,運用CFD數(shù)值技術來指導離心泵的設計、優(yōu)化已經成為主流,CFD設計優(yōu)化法不但精度高而且可以有效的縮短設計優(yōu)化周期,然而數(shù)值計算過程是基于控制方程和不同的湍流模型進行的,但不同的流場和仿真模擬對象,所適用的

2、湍流模型是不完全相同的,不同的湍流模型會對計算收斂性、計算精度等方面產生不同程度的影響,因此,尋求相對比較合適的湍流模型具有十分重要的理論意義和工程價值。本文以某型號離心泵為研究對象,借助ANSYS軟件中的CFX模塊,模擬了離心泵在5個工況下,不同標準k-ε、BSL(k-ω)、SST(k-ω)、SSG(Reynolds Stress)等湍流模型下離心泵的內流場的流動情況,得到了離心泵葉輪葉片的靜壓力分布、速度分布等相關云圖,對數(shù)值模擬數(shù)

3、據進行了記錄、整理等工作,然后將流場模擬結果和試驗數(shù)據進行對比分析,進行數(shù)值誤差分析,找出相對最優(yōu)的湍流模型,為以后離心泵進行數(shù)值模型時,湍流模型選擇做出了經驗積累,同時為該離心泵相關方面的設計優(yōu)化工作提供了理論參考。
　　本文所進行的相關具體工作內容如下:
　　1、通過葉輪葉片、導葉、裝配圖等,基于 UG建立離心泵的三維模型,主要部件包括:進水管、葉輪葉片、固定葉片等,然后導入ICEM中,進行相關部件的網格劃分。
　

4、　2、在CFX-pre模塊中設置邊界條件,并導入CFX-post進行流場仿真模擬計算,可以得到所選擇的四種湍流模型,在5個不同工況點下的三維流場計算結結果。
　　3、5個不同工況下,基于4種不同湍流模型時的流場數(shù)值模擬計算結果輸出,然后與試驗數(shù)據進行比對,找出相對最優(yōu)的湍流模型,然后列出大小流量不同時5個工況點(包括設計工況在內)下的離心泵內部流場壓力分布、速度分布,為流場模擬計算時如何進行湍流模型的選擇積累經驗,同時為一步離心泵