本文關(guān)鍵詞：高速液氧泵流態(tài)與脈動(dòng)特性的數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高速液氧泵應(yīng)用廣泛，是化工、航空、航天等重要領(lǐng)域的關(guān)鍵設(shè)備，在運(yùn)行中出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象，將嚴(yán)重威脅到運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性與安全性。本課題以高速液氧泵為研究對(duì)象，針對(duì)其在實(shí)際工作工況（18000r/min-308kg/s）下，出現(xiàn)異常振動(dòng)的問(wèn)題，從內(nèi)部流體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生脈動(dòng)的角度入手，對(duì)液氧泵分別進(jìn)行穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬，分析流場(chǎng)的壓力、速度、流線、旋渦、熵產(chǎn)分布特點(diǎn)，綜合研究振動(dòng)頻率與流動(dòng)現(xiàn)象間可能存在的關(guān)系。 本文的主要內(nèi)容包括： 1.對(duì)高速液氧泵進(jìn)行18000r/min轉(zhuǎn)速下不同流量工況的穩(wěn)態(tài)計(jì)算，獲取液氧泵特性曲線，，分析液氧泵流場(chǎng)隨流量增加而產(chǎn)生的變化規(guī)律，并評(píng)估液氧泵的工作狀態(tài)。 2.對(duì)高速液氧泵實(shí)際工作工況（18000r/min-308kg/s）的穩(wěn)態(tài)計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行深入分析，包括壓力場(chǎng)特性、速度矢量場(chǎng)特性、流線分布特性的定性分析，同時(shí)引入Q方法與熵產(chǎn)計(jì)算進(jìn)行定量的分析，從多角度研究液氧泵內(nèi)的流動(dòng)現(xiàn)象，并定量描述相應(yīng)的損失，評(píng)估對(duì)不同流態(tài)對(duì)流動(dòng)的影響。 3.對(duì)高速液氧泵實(shí)際工作工況（18000r/min-308kg/s）的非穩(wěn)態(tài)計(jì)算結(jié)果，采用Q方法進(jìn)行旋渦場(chǎng)的可視化處理，提取出流態(tài)隨時(shí)間變化與發(fā)展的過(guò)程，直觀考察流態(tài)的周期性，分析流動(dòng)中包含的脈動(dòng)因素，為液氧泵的振動(dòng)分析提供流態(tài)依據(jù)。 4.對(duì)高速液氧泵實(shí)際工作工況（18000r/min-308kg/s）非穩(wěn)態(tài)計(jì)算中采集的時(shí)域數(shù)據(jù)，進(jìn)行快速傅里葉變換（FFT），獲取流動(dòng)對(duì)機(jī)殼作用力的脈動(dòng)頻譜，以及流場(chǎng)內(nèi)部關(guān)鍵區(qū)域的壓力脈動(dòng)頻譜，并且通過(guò)短時(shí)傅里葉變換（STFT），獲得頻譜的時(shí)間變化，分析主要脈動(dòng)頻率的作用規(guī)律。 研究結(jié)果表明，在環(huán)形吸水室筋板、各葉片入口和誘導(dǎo)輪出口徑向切割處，集中有高損失、高脈動(dòng)的復(fù)雜流動(dòng)，是影響液氧泵外特性與運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。吸水室筋板與各葉片入口的旋渦脫落及渦街運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，具有3、6或12倍轉(zhuǎn)頻的脈動(dòng)特性；誘導(dǎo)輪出口徑向切割引發(fā)的紊亂脈動(dòng)具有0~6倍轉(zhuǎn)頻的頻率帶。此外，整數(shù)倍轉(zhuǎn)頻的脈動(dòng)還與葉片通過(guò)頻率關(guān)系密切，0~1倍轉(zhuǎn)頻的脈動(dòng)與高頻脈動(dòng)的周期性作用有關(guān)。
【關(guān)鍵詞】：流體機(jī)械 液氧泵 CFD 流致振動(dòng)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TH38
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目錄6-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題來(lái)源及研究的目的和意義8-10
• 1.1.1 課題來(lái)源8
• 1.1.2 課題研究的背景和意義8-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析10-14
• 1.2.1 國(guó)外高速液氧泵研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)高速液氧泵研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 ．國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述的簡(jiǎn)析14
• 1.3 本文主要內(nèi)容14-16
• 第2章 液氧泵建模與數(shù)值計(jì)算原理16-27
• 2.1 流域建模16-17
• 2.2 控制方程17-18
• 2.3 SST 湍流模型18-19
• 2.4 數(shù)值方法求解控制方程19-20
• 2.4.1 方程離散化方法19-20
• 2.4.2 離散方程的數(shù)值求解20
• 2.5 網(wǎng)格劃分20-25
• 2.5.1 網(wǎng)格類(lèi)型概述20-21
• 2.5.2 網(wǎng)格劃分方案21-25
• 2.6 邊界條件設(shè)置25-26
• 2.6.1 入口條件設(shè)置25
• 2.6.2 出口邊界條件25
• 2.6.3 數(shù)據(jù)交換面設(shè)置25-26
• 2.7 本章小結(jié)26-27
• 第3章 液氧泵穩(wěn)態(tài)計(jì)算分析27-76
• 3.1 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證27-29
• 3.2 液氧泵定轉(zhuǎn)速工作外特性分析29-36
• 3.2.1 計(jì)算收斂性調(diào)節(jié)29-31
• 3.2.2 液氧泵工作特性分析31-36
• 3.3 液氧泵工作工況流場(chǎng)分析36-75
• 3.3.1 分析方法介紹36-37
• 3.3.2 壓力場(chǎng)分析37-45
• 3.3.3 速度場(chǎng)分析45-51
• 3.3.4 流線分布分析51-60
• 3.3.5 渦核結(jié)構(gòu)分析60-65
• 3.3.6 熵產(chǎn)分析65-75
• 3.4 本章小結(jié)75-76
• 第4章 液氧泵非穩(wěn)態(tài)計(jì)算流場(chǎng)分析76-86
• 4.1 非穩(wěn)態(tài)全通道流場(chǎng)76-79
• 4.1.1 非穩(wěn)態(tài)流線場(chǎng)76-77
• 4.1.2 非穩(wěn)態(tài)旋渦分布77-79
• 4.2 吸水室非穩(wěn)態(tài)旋渦分布79-80
• 4.3 誘導(dǎo)輪-離心輪非穩(wěn)態(tài)旋渦分布80-82
• 4.4 徑向?qū)~-壓水室非穩(wěn)態(tài)旋渦分布82-84
• 4.5 本章小結(jié)84-86
• 第5章 液氧泵非穩(wěn)態(tài)計(jì)算壓力脈動(dòng)分析86-113
• 5.1 過(guò)流部件壁面受力分析86-95
• 5.1.1 環(huán)形吸水室受力分析86-88
• 5.1.2 誘導(dǎo)輪-離心輪受力分析88-90
• 5.1.3 徑向?qū)~受力分析90-93
• 5.1.4 蝸殼受力分析93-95
• 5.2 環(huán)形吸水室測(cè)點(diǎn)壓力脈動(dòng)分析95-98
• 5.3 誘導(dǎo)輪測(cè)點(diǎn)壓力脈動(dòng)分析98-101
• 5.4 離心輪測(cè)點(diǎn)壓力脈動(dòng)分析101-105
• 5.5 徑向?qū)~測(cè)點(diǎn)壓力脈動(dòng)分析105-109
• 5.6 蝸殼測(cè)點(diǎn)壓力脈動(dòng)分析109-112
• 5.7 本章小結(jié)112-113
• 結(jié)論113-115
• 參考文獻(xiàn)115-119
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及其他成果119-121
• 致謝121

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

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  本文關(guān)鍵詞：高速液氧泵流態(tài)與脈動(dòng)特性的數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：424042