本文關(guān)鍵詞：潛水軸流泵大規(guī)模數(shù)值模擬

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【摘要】：潛水軸流泵是葉片泵中比轉(zhuǎn)速較高的一種泵,主要應(yīng)用在大流量、低揚(yáng)程的場(chǎng)合,因其安裝及操作方便,廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域。它的內(nèi)部流動(dòng)較復(fù)雜,一直以來(lái)對(duì)軸流泵的研究方法主要以試驗(yàn)為主,但由于其工作處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài),所以對(duì)內(nèi)部流場(chǎng)的測(cè)量較困難。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,目前廣泛采用數(shù)值模擬的方法來(lái)進(jìn)一步深入研究軸流泵的性能。當(dāng)前有多種可用于軸流泵數(shù)值模擬的軟件,每款軟件也有不同的特色,但網(wǎng)格規(guī)模的大小、求解器的效率和精度及湍流模型選取的不同對(duì)計(jì)算結(jié)果會(huì)產(chǎn)生一定的影響。 本文針對(duì)QZ700型潛水軸流泵,首先對(duì)三套密度不同的網(wǎng)格進(jìn)行定常數(shù)值模擬,對(duì)比了在不同網(wǎng)格密度下的計(jì)算結(jié)果；然后用同一高密度網(wǎng)格分別選取兩種不同的湍流模型進(jìn)行了非定常數(shù)值模擬,對(duì)比了不同湍流模型的分析結(jié)果；最后,用不同密度的網(wǎng)格采用相同的湍流模型進(jìn)行非定常數(shù)值模擬,對(duì)比了不同網(wǎng)格密度在同一湍流模型在非定常下的分析結(jié)果。得到以下一些成果： 1、本文用ICEM軟件劃分了三套密度不同的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,分別導(dǎo)入到FLUENT進(jìn)行數(shù)值模擬。采用相同的邊界條件、湍流模型、計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算,然后對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格密度越大計(jì)算值越接近于試驗(yàn)值,許多文獻(xiàn)中討論的網(wǎng)格無(wú)關(guān)性只適用于工程,但對(duì)于數(shù)值模擬而言,增加網(wǎng)格密度可以更加準(zhǔn)確和細(xì)致地對(duì)軸流泵流場(chǎng)進(jìn)行分析。 2、應(yīng)用FLUENT軟件,分別采用Spalart-Allmaras模型、SST k-omega模型進(jìn)行數(shù)值模擬。結(jié)果發(fā)現(xiàn)對(duì)于本文的計(jì)算模型,SST k-omega湍流模型比Spalart-Allmaras模型計(jì)算結(jié)果更接近試驗(yàn)值。 3、在FLUENT中選用兩種密度不同的網(wǎng)格,對(duì)軸流泵進(jìn)行三維非定常數(shù)值模擬,發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格密度度越大計(jì)算值越接近實(shí)驗(yàn)值。雖然網(wǎng)格的數(shù)量增加到一定程度以后計(jì)算結(jié)果趨于穩(wěn)定,但還是有細(xì)微的差別,對(duì)于科學(xué)研究,應(yīng)該在環(huán)境允許和保證網(wǎng)格質(zhì)量的前提下盡量加大網(wǎng)格密度。
【關(guān)鍵詞】：潛水軸流泵 ICEM 網(wǎng)格 STAR-CD FLUENT
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH312
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 概述12
• 1.2 文獻(xiàn)綜述12-16
• 1.2.1 軸流泵設(shè)計(jì)方法12-13
• 1.2.2 進(jìn)水和出水流道設(shè)計(jì)13
• 1.2.3 數(shù)值模擬13-15
• 1.2.4 理論和試驗(yàn)研究15-16
• 1.3 本文主要工作16-18
• 第二章 軸流泵及流體數(shù)值模擬方法簡(jiǎn)介18-32
• 2.1 軸流泵結(jié)構(gòu)概述18-19
• 2.2 軸流泵中液體在葉輪內(nèi)的流動(dòng)分析19-23
• 2.2.1 圓柱層無(wú)關(guān)性假設(shè)20-21
• 2.2.2 速度三角形21-22
• 2.2.3 速度環(huán)量和軸面速度沿半徑分布的規(guī)律22-23
• 2.3 流體動(dòng)力學(xué)基本方程23-24
• 2.4 湍流數(shù)值模擬24-26
• 2.4.1 直接數(shù)值模擬25
• 2.4.2 雷諾平均模擬25
• 2.4.3 大渦數(shù)值模擬25
• 2.4.4 三種數(shù)值模擬方法的比較25-26
• 2.5 常用的湍流模型26
• 2.6 離散方程的壓力—速度耦合的處理26-27
• 2.7 本文數(shù)值模擬相關(guān)軟硬件簡(jiǎn)介27-29
• 2.7.1 數(shù)值模擬相關(guān)軟件27-29
• 2.7.2 并行數(shù)值模擬相關(guān)硬件29
• 2.8 本章小結(jié)29-32
• 第三章 軸流泵三維建模和網(wǎng)格生成32-42
• 3.1 軸流泵三維建模32-35
• 3.1.1 葉輪和導(dǎo)葉建模32-34
• 3.1.2 軸流泵流場(chǎng)計(jì)算域建模34-35
• 3.2 網(wǎng)格劃分35-38
• 3.2.1 網(wǎng)格的生成過(guò)程35-37
• 3.2.2 生成三種密度不同的網(wǎng)格37-38
• 3.3 本章小結(jié)38-42
• 第四章 潛水軸流泵全流道三維定常分析42-50
• 4.1 模型參數(shù)及邊界條件的設(shè)置42
• 4.2 軟件的選取42-44
• 4.3 不同密度網(wǎng)格的計(jì)算分析44-47
• 4.3.1 計(jì)算結(jié)果的對(duì)比47
• 4.3.2 計(jì)算產(chǎn)生誤差的原因分析47
• 4.4 本章小結(jié)47-50
• 第五章 潛水軸流泵全流道三維非定常分析50-82
• 5.1 計(jì)算模型網(wǎng)格及邊界條件50
• 5.1.1 計(jì)算網(wǎng)格50
• 5.1.2 數(shù)值方法50
• 5.1.3 邊界條件50
• 5.2 不同湍流模型計(jì)算結(jié)果分析50-65
• 5.2.1 不同湍流模型應(yīng)用分析51-60
• 5.2.2 不同湍流模型計(jì)算的壓力脈動(dòng)過(guò)程分析60-65
• 5.3 不同密度網(wǎng)格計(jì)算結(jié)果分析65-80
• 5.3.1 不同密度網(wǎng)格計(jì)算結(jié)果的對(duì)比74
• 5.3.2 不同密度網(wǎng)格計(jì)算的壓力脈動(dòng)過(guò)程對(duì)比分析74-80
• 5.4 本章小結(jié)80-82
• 第六章 總結(jié)與展望82-84
• 6.1 本文結(jié)論82
• 6.2 課題研究方向展望82-84
• 致謝84-86
• 參考文獻(xiàn)86-92
• 附錄 (攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的學(xué)術(shù)論文)92

【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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本文編號(hào)：610986