【摘要】： 隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,軸流泵在我國的國民生產(chǎn)各部門發(fā)揮著重要的作用。軸流泵在城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)的供水工程和防旱抗?jié)彻こ讨械玫綇V泛運用。目前進行軸流泵葉輪設計多參考航天航空領域內的翼型。在航空和風機領域開展了大量的翼型研究,但關于軸流泵的翼型水動力特性研究開展的還不多。 軸流泵翼型的水動力性能不但直接影響軸流泵的氣蝕性能和水泵的運行范圍而且對泵站的水泵效率和安全可靠運行有著重要影響。由于進行水洞實驗經(jīng)費高、研發(fā)周期長,在一定程度上制約了翼型研究的發(fā)展。隨著計算機技術和CFD技術的發(fā)展,數(shù)值模擬方法在流態(tài)模擬方面得到越來越廣泛的應用。因此本文將對幾組常用軸流泵翼型建立仿真數(shù)學模型,并應用FLUENT軟件進行數(shù)值計算。 本文以翼型作為研究對象,使用Gambit完成模型建立和網(wǎng)格剖分。根據(jù)FLUENT給出的三種紊流模型和壓力速度耦合方法進行組合,選出一種較為合適可靠的翼型繞流計算方法。通過數(shù)值模擬和已知的翼型動力特性比較得出RNG k ?ε模型優(yōu)于其它兩種紊流模型,從而證明了本文采用數(shù)值模擬計算方法的可行性。 通過數(shù)值模擬計算可以得到翼型的升阻力系數(shù),以及得到每種翼型的最優(yōu)升阻比、最優(yōu)沖角、以及翼型繞流的壓力分布。本文主要在兩方面作了探索,一是進行了由水力性能較優(yōu)的單向翼型生成雙向S形翼型方法的探討,通過數(shù)值計算得到NACA66-mod、S翼型的升阻力特性和壓力分布情況,分析了這兩種翼型的水力特性產(chǎn)生差異的原因;二是本文還就通過旋轉橢圓翼型頭部獲得新翼型的方法進行了探討,文中通過將翼型前部旋轉過不同角度的方法得到一個系列的翼型,經(jīng)過分別對這一系列翼型的數(shù)值計算,可以得到各種翼型的升阻力系數(shù)和最優(yōu)升阻比,經(jīng)過比較最優(yōu)攻角下的翼型升阻力系數(shù)和壓力分布發(fā)現(xiàn),新翼型的升力系數(shù)比原始翼型高。當翼型頭部旋轉過的角度增大時升力系數(shù)也隨之增大,但隨著角度增大的同時,翼型的阻力系數(shù)不斷的增大,從而導致翼型的升阻比增加的速率逐漸減緩。通過分析得出系列翼型中水力性能最優(yōu)的一個翼型。本文的研究成果為軸流泵翼型水動力特性的研究和水泵葉輪設計提供參考。
【圖文】：

圖 3-1 翼型上的作用力示意圖阻力系數(shù)公式可以寫成：vlPCyy221∞=ρvlPCxx221∞=ρ、阻力系數(shù)XC 由翼型的幾何形狀、來流的沖洞試驗獲得。并且希望獲得較高升阻比的翼型力之間的夾角λ 足夠的小。是由上下表面的壓力差提供，而且翼型上下有著重要影響，所以翼型的上下表面上的壓

22c）翼型的上、下表面立體示意圖圖 3-2 計算區(qū)域示意圖網(wǎng)格剖分文在計算的時候網(wǎng)格的剖分利用 GAMBIT 進行。翼型繞流的網(wǎng)方式，可以根據(jù)需要選擇結構化和非結構化網(wǎng)格。其中網(wǎng)格剖章進行了詳細的介紹，此處不贅述。合適的網(wǎng)格數(shù)量不但計算，而且計算精度能夠得到保證。理論上講網(wǎng)格數(shù)量越密，計算這將降低計算的速度和占用一定的 CPU 和內存資源。所以在進
【學位授予單位】：揚州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TH312

【引證文獻】

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1 王立;董志勇;韓偉;俞小偉;顏效凡;;海流能轉換器葉片翼型的失速和水動力特性的數(shù)值研究[J];水動力學研究與進展A輯;2011年01期

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本文編號：2670604