本文針對(duì)軸流泵裝置進(jìn)水池中易發(fā)生有害漩渦的問(wèn)題,采用V3V體三維激光流速測(cè)試系統(tǒng)對(duì)軸流泵裝置喇叭管下方附底漩渦從初生到消失演化全過(guò)程的流速場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量,同時(shí)采用VOF法對(duì)進(jìn)水池內(nèi)漩渦流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬,分析附底漩渦演化過(guò)程中附底漩渦的動(dòng)力學(xué)特性。對(duì)進(jìn)水池內(nèi)有無(wú)漩渦時(shí)軸流泵裝置不同斷面位置進(jìn)行壓力脈動(dòng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量。探究附底漩渦誘導(dǎo)的壓力脈動(dòng)特性,建立了附底漩渦誘導(dǎo)壓力脈動(dòng)數(shù)學(xué)模型。提出采用流體體積分?jǐn)?shù)顯示渦管形態(tài)的方法。根據(jù)附底漩渦動(dòng)力學(xué)特性變化規(guī)律,提出了新的消渦抑渦措施。采用V3V體三維速度場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)進(jìn)水池內(nèi)喇叭管下方附底漩渦從發(fā)生到消失完整期內(nèi)的體三維速度場(chǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量,采用VOF法對(duì)進(jìn)水池軸流泵裝置進(jìn)行定常計(jì)算和非定常計(jì)算,對(duì)漩渦整個(gè)發(fā)展空間的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行分析并采用實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。采用高速攝像機(jī)對(duì)附底漩渦演化發(fā)展全過(guò)程進(jìn)行了動(dòng)態(tài)拍攝,得到附底漩渦不同時(shí)刻渦管的真實(shí)形態(tài)。通過(guò)分析漩渦核心區(qū)流動(dòng)過(guò)程和附底漩渦渦管的動(dòng)態(tài)變化,揭示了附底漩渦的演化過(guò)程分為初生、發(fā)展、保持、潰退、消失五個(gè)階段。對(duì)附底漩渦核心區(qū)的速度梯度、渦動(dòng)能、漩渦強(qiáng)度、壓力分布、壓力梯度和渦核內(nèi)壓力等動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行分析,... 

【文章來(lái)源】：揚(yáng)州大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：169 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１進(jìn)水池內(nèi)存在的主要漩渦??進(jìn)水池內(nèi)喇叭管與后壁之間區(qū)域內(nèi)的自由表面漩渦主要是由于進(jìn)口來(lái)流經(jīng)過(guò)喇叭??

非常精細(xì)．重構(gòu)??方法則注意了自由面直線(xiàn)與四邊的交點(diǎn)。??趙大勇［８１］和張�。郏福玻菥捎茫郑希浦械倪@三種界面構(gòu)造技術(shù)進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，計(jì)??算表明Ｈｉｒｔ和Ｎｉｃｈｏｌｓ方法比較粗糙，重構(gòu)界面的精細(xì)度差。ＦＬＡＩＲ方法整體要好于前者，??但是計(jì)算中會(huì)有少許破碎，誤差較大。ＰＬＩＣ方法構(gòu)造界面的精細(xì)度較好，雖然有一些尖??角會(huì)被少許抹平，但是總的誤差較小，是比較理想的重構(gòu)方法。??３１??（ａ）實(shí)際交界面?（ｂ）Ｈｉｒｔ法構(gòu)造?（ｃ）Ｆｌａｉｒ法構(gòu)造?（ｄ）ＰＬＩＣ法構(gòu)造??圖２－１幾種常用ＶＯＦ法構(gòu)造交界面??在關(guān)于進(jìn)水池內(nèi)水下漩渦研宄的文獻(xiàn)中，考慮到自由表面邊界條件對(duì)于水下漩渦??的影響較小，基于剛蓋假設(shè)理論將進(jìn)水池水面設(shè)置為對(duì)稱(chēng)面［？８９］，這種處理方法在一??定程度上能夠解決水下漩渦的一些問(wèn)題，但是與實(shí)際情況存在差異，難以保證計(jì)算結(jié)??果的可靠性。為保證計(jì)算條件與實(shí)際情況一致，考慮自由表面氣液的交換，本文選擇??ＶＯＦ法對(duì)進(jìn)水池內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬。??１５??

?揚(yáng)州大學(xué)博士學(xué)位論文???２．２幾何模型建模??２．２．１幾何模型??采用ＵＧ?ＮＸ９．０對(duì)進(jìn)水池軸流泵裝置進(jìn)行三維幾何建模，為保證水流能夠平順的??進(jìn)入進(jìn)水池內(nèi)，同時(shí)保證出水水流良好的流態(tài)，分別在進(jìn)水池前和出水管后增設(shè)前池??和出水箱。計(jì)算模型為氣液二相流模型，包括前池、進(jìn)水池、葉輪室、導(dǎo)葉體、出水彎??管、出水池以及進(jìn)水池和前池上方氣體，如圖２－２所示。葉輪及導(dǎo)葉部件在Ｔｕｒｂｏｇｒｉｄ??中利用斷面數(shù)據(jù)文件自動(dòng)生成。為探究懸空高壓對(duì)漩渦特性的影響，計(jì)算方案選擇０．７￡＞、??０．５Ｚ）和０．４Ｄ三個(gè)不同喇叭管高度。??ＨＨＵｆｅ）???１??圖２－２軸流泵裝置三維幾何模型??１前池水體２進(jìn)水池３前池上方氣體４進(jìn)水池上方氣體５出水管水體６出水箱水體??２．２．２網(wǎng)格劃分??流體力學(xué)中，網(wǎng)格的劃分對(duì)于漩渦的模擬至關(guān)重要，基于ＡＮＳＹＳ網(wǎng)格剖分模塊，??采用分塊策略對(duì)軸流栗段進(jìn)行六面體結(jié)構(gòu)網(wǎng)格剖分。在漩渦發(fā)生區(qū)域進(jìn)行局部加密，??如圖２－３所示，本文總網(wǎng)格數(shù)為１３００萬(wàn)。??Ｉ?：，?Ｐ??⑷?（ｂ）??１６??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]泵站封閉式進(jìn)水池頂板附壁渦流動(dòng)機(jī)理及控制研究[D]. 夏臣智.揚(yáng)州大學(xué) 2018
[2]進(jìn)水池內(nèi)渦旋流動(dòng)的LBM-VOF數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 郭苗.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[3]軸流泵小流量工況水力特性研究[D]. 謝榮盛.揚(yáng)州大學(xué) 2016
[4]軸流泵失速和空化流動(dòng)特性及其性能改善研究[D]. 張睿.上海大學(xué) 2014
[5]泵站水流運(yùn)動(dòng)特性及水力性能數(shù)值模擬研究[D]. 成立.河海大學(xué) 2006

碩士論文
[1]泵站進(jìn)水池自由表面漩渦及防護(hù)措施研究[D]. 魏航.揚(yáng)州大學(xué) 2016
[2]立式軸流泵進(jìn)水偏轉(zhuǎn)的數(shù)值模擬與V3V測(cè)試[D]. 許健.揚(yáng)州大學(xué) 2016
[3]大型泵站前池水流流態(tài)數(shù)值模擬研究[D]. 崔曉艷.蘭州理工大學(xué) 2010
[4]開(kāi)敞式進(jìn)水池內(nèi)部流動(dòng)的3DPIV實(shí)驗(yàn)研究[D]. 李大亮.揚(yáng)州大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3613777