以某型混流式核主泵的葉輪葉片和導(dǎo)水機(jī)構(gòu)葉片為研究對(duì)象,采用在逆向設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,正向設(shè)計(jì)校核迭代的技術(shù)來探索一條不破壞產(chǎn)品的前提下反求導(dǎo)葉式混流泵的復(fù)雜葉片系統(tǒng)的曲面幾何數(shù)據(jù)方法。在不能獲取葉片系統(tǒng)的完整曲面數(shù)據(jù)的情況下,采用葉片數(shù)字化設(shè)計(jì)方法建立沿回轉(zhuǎn)流面上葉型曲線為參數(shù)線以便于修改控制的原始葉片系統(tǒng)的近似三維曲面幾何模型,并將該模型與其他過流部件組成泵的全流道模型,在0.2～1.2Q_d（設(shè)計(jì)流量）范圍進(jìn)行泵的全流道流場(chǎng)數(shù)值模擬,預(yù)測(cè)計(jì)算出外特性,再與原泵的試驗(yàn)外特性對(duì)比,以評(píng)估反求的葉片系統(tǒng)流道曲面的準(zhǔn)確性。工程應(yīng)用實(shí)踐表明,該方法既保證了反求精度又較好地解決了泵的葉片系統(tǒng)反求設(shè)計(jì)問題。 

【文章來源】：西華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,39(04)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

圖１葉片系統(tǒng)測(cè)量的等高面截線??２葉片系統(tǒng)的曲面重構(gòu)方法??

軸心??線旋轉(zhuǎn)成回轉(zhuǎn)流面，將葉片正、背面曲面與回轉(zhuǎn)流??面求交得到各回轉(zhuǎn)流面上葉片正、背面的交線并??進(jìn)行適當(dāng)光滑處理。??４）將各回轉(zhuǎn)流面上葉片正、背面的交線數(shù)據(jù)??導(dǎo)人ＣＦｔｕｒｂｏ？，在ＣＦｔｕｒｂｏ？中在回轉(zhuǎn)流面上重建葉??型。遵循葉片水力設(shè)計(jì)的相關(guān)準(zhǔn)則和要求，補(bǔ)齊葉??片的進(jìn)、出口邊等信息。??５）對(duì)一些特征數(shù)據(jù)如葉片進(jìn)、出口角，特征點(diǎn)??的厚度，與前后蓋板的交點(diǎn)坐標(biāo)尺寸等進(jìn)行校核和??必要的調(diào)整和光滑。??６）在ＣＦｔｕｒｂｏ？中沿回轉(zhuǎn)流面上重建葉片曲面。??圖２為葉片系統(tǒng)的重構(gòu)過程。葉片的重構(gòu)過??程中根據(jù)葉片水力設(shè)計(jì)方法的相關(guān)要求分析葉片??的各流面骨線沿周向保角變換、葉片角變化以及??從進(jìn)水邊至出水邊的厚度變化，在ＣＦｔｕｒｂｏ？中適當(dāng)??調(diào)整這些變化曲線，可方便調(diào)整和修改葉片的正、??背面曲面。對(duì)一些已知的特征點(diǎn)按偏差控制在小于??±０．０５?ｍｍ校核調(diào)整后，采用ＮＵＲＢＳ模型重建葉片??曲面，將重建葉片三維模型導(dǎo)入ＵＧ？。在ＵＧ？中??將前后蓋板三維模型和葉片三維模型組合生成反??求重建的葉片系統(tǒng)，如圖３所示。??３基于全流道流場(chǎng)數(shù)值模擬的外特性??評(píng)估??３．１驗(yàn)證反求設(shè)計(jì)的葉片系統(tǒng)準(zhǔn)確性的策略??在沒有原泵的葉片設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)情況下，很難判斷??反求設(shè)計(jì)結(jié)果是否與原設(shè)計(jì)一致，但從泵的外特性??曲線與廠家提供的試驗(yàn)曲線比較，可以間接驗(yàn)證反??葉片??ｓ／ｍｎ??ｍ??葉片厚度??ｓ／ｍｍ??ｎ??ｍ??壓力面（ＰＳ）??吸力面（ｓｓ）??ｓ／ｎｕｒ??１［－］??（ｂ）導(dǎo)葉葉片??圖２葉片系統(tǒng)的重構(gòu)過程??求設(shè)計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確性。如果泵的外特性曲線與原??栗的

第４期??杜江等：逆向與正向結(jié)合的導(dǎo)葉式混流泵葉片系統(tǒng)反求設(shè)計(jì)??６３??圖３反求的葉片系統(tǒng)??３．２全流道流場(chǎng)數(shù)值模擬??３．２．１全流道及離散??如圖４所示，將反求得到的葉片系統(tǒng)與進(jìn)口??段、殼體和出口延伸段組成該泵的全流道。沿流??動(dòng)方向，計(jì)算域依次為進(jìn)口段、葉輪、導(dǎo)葉、殼體和??出口延伸段。其中出口延伸段長(zhǎng)度為殼體出口直??徑的６倍。采用ＣＦＤ軟件進(jìn)行全流道流場(chǎng)數(shù)值模擬。??進(jìn)口段??０＿?０．５００?１．０００?（ｍ）??０２５０￣７５０??出口段??圖４核主泵全流道計(jì)算域??對(duì)圖４所示的整個(gè)流體域的網(wǎng)格用ＡＮＳＹＳ／??ＩＣＥＭ?ＣＦＤ？進(jìn)行離散，其中進(jìn)口段、葉輪和空間導(dǎo)??葉流道內(nèi)的網(wǎng)格為六面體結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，殼體和出口??延伸段內(nèi)網(wǎng)格為混合網(wǎng)格。由于整個(gè)流體域中有??空間三維扭曲的葉輪和導(dǎo)葉的葉片，網(wǎng)格很難滿??足，都小于２０�？紤]到本文研究的重點(diǎn)是外特性??預(yù)測(cè)，而不是邊界層內(nèi)的流動(dòng)規(guī)律模擬，因此，在??ＣＦＸ？中一般要求；＾不大于９０即可滿足非邊界層??內(nèi)流動(dòng)的計(jì)算要求［１°］。??３．２．２流動(dòng)模型及求解方法??在實(shí)際運(yùn)行中，核主栗內(nèi)部為非定常的三維流??動(dòng)，為了便于采用有限體積法求解，其流動(dòng)控制方??程可以寫成通用形式［１°１，為??｜Ｍ＋忐（—■＋廠）＝忐（廠葡Ｍ?⑴??式中ｊ為描述流場(chǎng)的通用變量，可以表示Ｍ，．、??ｒ等物理量；／為廣義擴(kuò)散系數(shù)；ｓ為廣義源項(xiàng)。關(guān)??于多不同，對(duì)應(yīng)于連續(xù)方程、動(dòng)量守恒方程、能量??方程等流體狀態(tài)方程參見文獻(xiàn)［１０］。??核主泵內(nèi)部流動(dòng)是復(fù)雜的非線性湍流流動(dòng)，再??加之邊界形狀復(fù)雜，目前直接求解式（１）非常困??難。對(duì)式（１）進(jìn)行

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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