發(fā)布時(shí)間：2021-11-07 05:20

　　以某單級(jí)單吸離心泵為研究對(duì)象,針對(duì)其偏工況問(wèn)題,對(duì)葉輪重新進(jìn)行水力設(shè)計(jì);基于延遲分離渦（Delayed Detached Eddy Simulation,DDES）模型,研究離心泵流道內(nèi)部非定常壓力脈動(dòng)特性、旋渦結(jié)構(gòu)及其演化分布過(guò)程。首先,針對(duì)某單級(jí)單吸離心泵偏工況運(yùn)行的問(wèn)題,即1.2Q工況點(diǎn)效率最高,基于速度系數(shù)法,對(duì)葉輪重新進(jìn)行了水力設(shè)計(jì),主要包括:葉輪進(jìn)口直徑、葉輪出口直徑、葉輪出口寬度及出口安放角,借助FLUENT流場(chǎng)模擬軟件進(jìn)行定常數(shù)值模擬,預(yù)測(cè)結(jié)果:效率曲線最高點(diǎn)恢復(fù)到1.0Q工況,即該泵正常運(yùn)行,同時(shí)泵整體效率提高了2.04%,單個(gè)葉輪效率從原模型的89.3%提高為設(shè)計(jì)后的95.33%,提高了6.03%。借助CFD-POST后處理分析軟件,對(duì)比分析設(shè)計(jì)前后泵內(nèi)部流動(dòng)特性,結(jié)果為:對(duì)比原模型,額定工況下,設(shè)計(jì)模型流道內(nèi)部動(dòng)壓和速度流線分布更均勻,紊亂區(qū)域大量減少,湍動(dòng)能明顯減小,葉片圓角附近的負(fù)壓區(qū)域減少;對(duì)比葉片載荷,原模型葉片工作面靜壓載荷高于設(shè)計(jì)模型,設(shè)計(jì)模型葉片背面靜壓載荷高于原模型,設(shè)計(jì)模型葉輪流道的壓力梯度小于原模型。其次,應(yīng)用延遲分離渦（Delayed Det... 

【文章來(lái)源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 離心泵內(nèi)部流動(dòng)研究進(jìn)展
        1.2.1 離心泵非定常流動(dòng)特性研究
        1.2.2 DDES湍流模型及其應(yīng)用
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
    1.4 課題名稱及研究來(lái)源
        1.4.1 課題名稱
        1.4.2 課題研究來(lái)源
第2章 離心泵的水力設(shè)計(jì)、建模及網(wǎng)格劃分
    2.1 離心泵水力設(shè)計(jì)理論概述
    2.2 離心泵過(guò)流部件參數(shù)
        2.2.1 基本設(shè)計(jì)參數(shù)
        2.2.2 原模型葉輪主要幾何參數(shù)
        2.2.3 原模型蝸殼主要幾何參數(shù)
        2.2.4 原模型外特性曲線圖
    2.3 葉輪水力設(shè)計(jì)
    2.4 離心泵計(jì)算域建模及網(wǎng)格劃分
        2.4.1 計(jì)算域三維建模
        2.4.2 計(jì)算域網(wǎng)格劃分
    2.5 本章小結(jié)
第3章 離心泵定常流動(dòng)特性的數(shù)值分析
    3.1 數(shù)值模擬概述
    3.2 離心泵內(nèi)部控制方程
        3.2.1 連續(xù)性方程
        3.2.2 動(dòng)量方程
    3.3 ANSYSFluent數(shù)值計(jì)算概述
        3.3.1 ANSYSFluent主要特點(diǎn)
        3.3.2 ANSYSFluent計(jì)算設(shè)置要點(diǎn)
        3.3.3 SIMPLEC算法
        3.3.4 邊界條件
    3.4 離心泵定常特性分析
        3.4.1 外特性分析
        3.4.2 中間截面內(nèi)部流場(chǎng)分析
        3.4.3 子午面內(nèi)部流場(chǎng)分析
    3.5 葉片載荷分析
        3.5.1 葉片工作面載荷分析
        3.5.2 葉片背面載荷分布
    3.6 本章小結(jié)
第4章 基于DDES的離心泵非定常流動(dòng)特性分析
    4.1 常用的湍流數(shù)值模擬方法簡(jiǎn)介
        4.1.1 直接數(shù)值模擬(DNS)
        4.1.2 Reynolds平均法
        4.1.3 大渦模擬(LES)
        4.1.4 RANS/LES混合模型
    4.2 基于DDES模型的渦量分析
        4.2.1 RNGk-e和DDES兩種湍流模型計(jì)算結(jié)果對(duì)比
        4.2.2 原模型與設(shè)計(jì)模型的渦量對(duì)比
        4.2.3 額定工況下渦量隨時(shí)間變化規(guī)律
        4.2.4 不同工況下的渦量分布規(guī)律
        4.2.5 子午面的渦量分布規(guī)律
        4.2.6 不同平面的渦量分布規(guī)律
        4.2.7 蝸殼擴(kuò)散段的渦量分布規(guī)律
    4.3 本章小結(jié)
第5章 基于DDES的離心泵內(nèi)部壓力脈動(dòng)分析
    5.1 葉輪流道內(nèi)部壓力脈動(dòng)特性
        5.1.1 兩模型葉輪流道內(nèi)的壓力脈動(dòng)特性對(duì)比
        5.1.2 葉輪內(nèi)部沿流線不同位置的壓力脈動(dòng)特性
    5.2 蝸殼內(nèi)部壓力脈動(dòng)特性
        5.2.1 沿徑向壓力脈動(dòng)變化規(guī)律
        5.2.2 沿軸向壓力脈動(dòng)變化規(guī)律
        5.2.3 隔舌附近的壓力脈動(dòng)特性
    5.3 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    主要研究?jī)?nèi)容
    展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A攻讀學(xué)位期間公開發(fā)表的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于DDES的跨聲速導(dǎo)葉中激波與邊界層干涉機(jī)理研究[J]. 卞修濤,林敦,蘇欣榮,袁新.  推進(jìn)技術(shù). 2017(10)
[2]跨音透平中激波與邊界層、尾跡干涉機(jī)理研究[J]. 卞修濤,林敦,蘇欣榮,袁新.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2017(05)
[3]SST-DDES模型在大分離流動(dòng)問(wèn)題中的應(yīng)用[J]. 胡偶,趙寧,沈志偉.  南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(02)
[4]基于DDES方法的葉柵分離旋渦的非定常流動(dòng)數(shù)值研究[J]. 劉若陽(yáng),侯安平,單樹軍,倪奇峰.  推進(jìn)技術(shù). 2017(01)
[5]DDES延遲函數(shù)在超聲速底部流動(dòng)中的性能分析[J]. 杜若凡,閻超,韓政,向星皓,屈峰.  北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(08)
[6]高壓透平導(dǎo)葉的DDES模擬[J]. 林敦,蘇欣榮,袁新.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2016(10)
[7]三角翼大迎角風(fēng)洞試驗(yàn)支架干擾數(shù)值模擬研究[J]. 張軍,艾宇,黃達(dá),劉晶.  航空學(xué)報(bào). 2016(08)
[8]彈丸旋轉(zhuǎn)空氣動(dòng)力效應(yīng)非定常數(shù)值模擬[J]. 劉周,謝立軍,楊云軍,周偉江.  航空學(xué)報(bào). 2016(05)
[9]基于DDES算法的有擾流片腔體氣動(dòng)噪聲分析[J]. 劉瑜,童明波,Zhiwei Hu.  空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2015(05)
[10]基于DDES的有/無(wú)艙門腔體氣動(dòng)噪聲仿真分析[J]. 劉瑜,童明波.  航空計(jì)算技術(shù). 2015(03)

碩士論文
[1]壓力梯度對(duì)離心泵葉輪性能影響的研究[D]. 李秋桐.蘭州理工大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3481240