本文關(guān)鍵詞：基于流固耦合的軸系冷卻泵流體激振特性研究

  更多相關(guān)文章： 軸系冷卻泵 流固耦合 流體激振 數(shù)值模擬

【摘要】：軸系冷卻泵是一種利用自身輸送介質(zhì)對軸系進行冷卻的離心泵,擁有完全無泄漏的特點,通常用于環(huán)保裝備領(lǐng)域,由于其特殊的結(jié)構(gòu)特點,其振動噪聲要求和環(huán)境要求也相對較高。本文以一臺軸系冷卻泵為模型,以流固耦合為主要手段,結(jié)合理論計算、數(shù)值模擬和試驗研究,分析了雙向流固耦合作用下流體域產(chǎn)生的壓力脈動特性及固體域形變、加速度特點,預(yù)測了軸系冷卻泵在使用過程中的流體激振特點。本文首先介紹了數(shù)值模擬過程中運用到的計算方法、湍流模型和控制方程,根據(jù)水力模型圖樣,對流體域和固體域分別進行三維造型和網(wǎng)格劃分,并運用雙向流固耦合方式對計算模型進行雙向耦合計算。對比了有無雙向耦合作用下的結(jié)果,分析了耦合過程中葉輪出口壓力脈動特性,以及流固耦合過程中固體域產(chǎn)生的固體形變及振動加速度。結(jié)果表明：(1)數(shù)值仿真結(jié)果符合泵外特性要求,轉(zhuǎn)子前六階固有頻率滿足工況要求,模型較為可靠；(2)葉輪出口處壓力脈動在時域上一個周期內(nèi)出現(xiàn)6個波峰,規(guī)律符合葉輪轉(zhuǎn)動規(guī)律；頻域上以低于1000Hz的低頻脈動為主；(3)泵體最大形變出現(xiàn)在進口段腔體靠近端蓋處,葉輪最大形變出現(xiàn)在葉輪出口前后蓋板中間處,形變量在10-6m量級,形變較��；(4)雙向流固耦合作用下葉輪出口處壓力脈動規(guī)律與無雙向耦合作用相近,但由于流道發(fā)生變形導(dǎo)致幅值上有所差異；(5)雙向流固耦合作用下,泵體進出口管附近形變梯度比靜壓載荷作用下明顯,且形變量大于靜壓力載荷作用下的形變量；(6)泵體與葉輪的振動以Z軸方向加速度為主,但流固耦合作用對泵體靠近封蓋處Y軸加速度影響較大。
【關(guān)鍵詞】：軸系冷卻泵 流固耦合 流體激振 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH38
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 緒論15-24
• 1.1 研究目的與意義15-17
• 1.2 流固耦合研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢17-22
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀18-22
• 1.3 本文的研究內(nèi)容22-24
• 第二章 流固耦合及流場數(shù)值理論24-35
• 2.1 流固耦合概論24-28
• 2.1.1 流固耦合基本理論24-27
• 2.1.2 流固耦合控制方程27-28
• 2.2 流場數(shù)值計算理論28-33
• 2.2.1 流場數(shù)值計算概論28
• 2.2.2 常用數(shù)值方法28-30
• 2.2.3 湍流模擬方法30-33
• 2.2.4 流體控制方程33
• 2.3 本章小結(jié)33-35
• 第三章 軸系冷卻泵三維造型及網(wǎng)格劃分35-44
• 3.1 軸系冷卻泵主要參數(shù)35-36
• 3.1.1 葉輪主要參數(shù)35-36
• 3.1.2 壓水室主要參數(shù)36
• 3.2 軸系冷卻泵三維造型36-40
• 3.2.1 軸系冷卻泵流道三維造型37-38
• 3.2.2 軸系冷卻泵結(jié)構(gòu)三維造型38-40
• 3.3 網(wǎng)格劃分40-42
• 3.3.1 網(wǎng)格生成方法40-41
• 3.3.2 軸系冷卻泵流體域網(wǎng)格劃分41-42
• 3.3.3 軸系冷卻泵固體域網(wǎng)格劃分42
• 3.4 本章小結(jié)42-44
• 第四章 軸系冷卻泵流場數(shù)值模擬及模態(tài)分析44-54
• 4.1 邊界條件、求解控制及收斂判據(jù)44
• 4.2 軸系冷卻泵內(nèi)流場定常數(shù)值計算44-49
• 4.3 軸系冷卻泵內(nèi)流場非定常數(shù)值計算49-50
• 4.4 軸系冷卻泵結(jié)構(gòu)特性50-52
• 4.5 本章小結(jié)52-54
• 第五章 雙向流固耦合與非定常分析54-69
• 5.1 Workbench介紹54
• 5.2 雙向流固耦合設(shè)定54-56
• 5.3 雙向流固耦合與非定常計算結(jié)果對比與分析56-67
• 5.3.1 流域計算結(jié)果分析56-60
• 5.3.2 固體域計算結(jié)果分析60-67
• 5.4 本章小結(jié)67-69
• 第六章 總結(jié)展望69-71
• 6.1 本文總結(jié)69-70
• 6.2 工作展望70-71
• 參考文獻71-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況75

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王建;金志浩;;輸流管道流固耦合非線性動力學(xué)分析[J];沈陽化工學(xué)院學(xué)報;2007年04期

2 王征;吳虎;賈海軍;;流固耦合力學(xué)的數(shù)值研究方法的發(fā)展及軟件應(yīng)用概述[J];機床與液壓;2008年04期

3 李艷華;柳貢民;馬俊;;考慮流固耦合的典型管段結(jié)構(gòu)振動特性分析[J];振動與沖擊;2010年06期

4 賈明章,吳士沖;流固耦合計算及導(dǎo)管振動研究[J];中國造船;1986年01期

5 徐博侯 ,王清;考慮流固耦合效應(yīng)的結(jié)構(gòu)輻射條件[J];浙江大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1988年06期

6 馮維明;程德林;鄭效忠;;流固耦合動態(tài)測試的研究[J];振動、測試與診斷;1990年02期

7 孟慶國;馬鈞;袁文清;;液體罐箱多歐拉域流固耦合碰撞過程數(shù)值模擬[J];工程力學(xué);2009年S1期

8 蘇波;錢若軍;袁行飛;于猛;;利用能量守恒和徑向基函數(shù)插值的流固耦合界面數(shù)據(jù)傳遞方法[J];西安交通大學(xué)學(xué)報;2009年09期

9 陳堅紅;周天情;盛德仁;李蔚;陳輝;;充流管道單向流固耦合數(shù)值模擬自動化研究[J];動力工程學(xué)報;2012年08期

10 陳文元;趙雷;;壩體考慮流固耦合的動力特性分析[J];四川建筑科學(xué)研究;2013年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 崔爾杰;;流固耦合力學(xué)研究與應(yīng)用進展[A];錢學(xué)森科學(xué)貢獻暨學(xué)術(shù)思想研討會論文集[C];2001年

2 王士召;何國威;張星;;柔性體渦誘導(dǎo)振蕩的流固耦合模擬[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2009論文摘要集[C];2009年

3 王國斌;;單細(xì)胞受剪切流變的流固耦合數(shù)值模擬分析[A];北京力學(xué)會第17屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

4 蘇波;錢若軍;;流固耦合方程的建立及耦合數(shù)據(jù)傳遞[A];慶祝劉錫良教授八十華誕暨第八屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2008年

5 鮑麟;余永亮;;粘彈性蜻蜓型翼揮拍的流固耦合求解途徑初探[A];非定�？諝鈩恿W(xué)研討會論文選集[C];2007年

6 文聘;葉紅玲;劉海宏;;輸流管流固耦合模態(tài)分析[A];北京力學(xué)會第18屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

7 劉樂;吳健康;;細(xì)胞通過微孔隙時的大變形流固耦合和表面切應(yīng)力變化特征[A];中國力學(xué)大會——2013論文摘要集[C];2013年

8 王從磊;任偉偉;孫建紅;;平面圓形傘初始充氣階段的流固耦合研究[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2009論文摘要集[C];2009年

9 張洋;柏云清;汪衛(wèi)華;趙小敏;張學(xué)偉;FDS團隊;;基于雙向流固耦合的中國鉛基研究反應(yīng)堆地震響應(yīng)分析[A];中國力學(xué)大會——2013論文摘要集[C];2013年

10 王建省;董勤喜;;熱流固耦合動態(tài)邊界理論研究[A];第九屆全國滲流力學(xué)學(xué)術(shù)討論會論文集（一）[C];2007年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 殷濤;流固耦合正反散射問題的數(shù)值方法[D];重慶大學(xué);2015年

2 鄭榮躍;考慮熱流固耦合效應(yīng)的軟黏土—結(jié)構(gòu)爆炸動力響應(yīng)分析[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

3 周忠寧;對旋軸流風(fēng)機流固耦合特性研究及其基于非線性動力學(xué)的應(yīng)用[D];中國礦業(yè)大學(xué);2009年

4 孫芳錦;膜結(jié)構(gòu)風(fēng)振流固耦合效應(yīng)和風(fēng)致雪壓的理論分析及數(shù)值模擬研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2009年

5 雷凡;水下柔性結(jié)構(gòu)流固耦合動力效應(yīng)研究[D];武漢理工大學(xué);2011年

6 王自明;油藏?zé)崃鞴恬詈夏Ｐ脱芯考皯?yīng)用初探[D];西南石油學(xué)院;2002年

7 金景旭;汽車碰撞人體頭部流固耦合模型及傷害機理研究[D];吉林大學(xué);2015年

8 法特;基于高階有限差分法的管道瞬態(tài)特性研究[D];華中科技大學(xué);2011年

9 高平;大型渡槽的二維半流固耦合模型及其工程應(yīng)用研究[D];華南理工大學(xué);2014年

10 魯麗;非線性板狀結(jié)構(gòu)流固耦合復(fù)雜響應(yīng)研究[D];西南交通大學(xué);2006年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 夏向?qū)W;基于流固耦合物理模擬技術(shù)的頂板突水機理研究[D];華北科技學(xué)院;2015年

2 馮偉;流固耦合效應(yīng)下離心壓氣機葉片響應(yīng)分析[D];大連交通大學(xué);2015年

3 康楠;流固耦合界面信息傳遞技術(shù)分析與數(shù)值風(fēng)洞計算程序研制[D];西安建筑科技大學(xué);2015年

4 王梅媚;微芯片塑封過程熱—流—固耦合變形的數(shù)值模擬研究[D];南昌大學(xué);2015年

5 介少龍;基于流固耦合的含夾層鹽巖儲庫滲流研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

6 張強;基于動邊界技術(shù)的單向張拉膜結(jié)構(gòu)流固耦合效應(yīng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

7 王恒宇;高塔流固耦合振動特性分析及結(jié)構(gòu)改進研究[D];湘潭大學(xué);2015年

8 曾志平;汽油機冷卻系統(tǒng)流固耦合傳熱分析與研究[D];重慶交通大學(xué);2015年

9 鄧艷波;風(fēng)力機翼型氣動性能及流固耦合分析[D];湘潭大學(xué);2015年

10 張亦農(nóng);基于流固耦合的雞蛋跌落沖擊力學(xué)特性有限元分析[D];天津科技大學(xué);2013年

，

本文編號：702510