高速部分流泵整机非定常流动数值模拟

离心泵内部空化流动的定常数值模拟及性能预测刘宜;陈建新;宋怀德;李爱学;李永乐【摘要】为了研究离心泵内部的空化流动,利用fluent软件中的空蚀模型及混合流体两相流模型,对离心泵的三维湍流空蚀流场进行定常数值模拟,根据模拟计算结果显示的液相和空泡相流动特征,预测了离心泵在设计工况下运行时流道内空化发生的位置和程度;通过分析空蚀发生过程中叶片上的压力分布,揭示出离心泵流道内部流场的内在特性,最后对泵的性能进行了预测,说明数值模拟可以为离心泵在特定工况下运行时的空化性能预测提供依据.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2010(000)008【总页数】5页(P41-45)【关键词】离心泵;定常数值模拟;空化;叶片【作者】刘宜;陈建新;宋怀德;李爱学;李永乐【作者单位】兰州理工大学流体动力与控制学院,甘肃,兰州,730050;兰州理工大学流体动力与控制学院,甘肃,兰州,730050;兰州理工大学流体动力与控制学院,甘肃,兰州,730050;上海凯泉泵业(集团)有限公司,上海,200436;兰州理工大学流体动力与控制学院,甘肃,兰州,730050【正文语种】中文【中图分类】TH311空化现象对离心泵性能具有重要的影响，离心泵在实际运行的过程中，空化现象的发生导致离心泵扬程下降，进而引起泵运行特性的改变、振动和噪声等一系列问题，严重时会使泵中液流中断，不能正常工作，所以空蚀破坏是引起离心泵故障的主要原因之一，提高离心泵的空化性能对离心泵安全、稳定、高效的运行具有重要意义。

随着计算机技术和CFD技术的快速发展，从研究离心泵内部流体的流动机理出发，用数值模拟研究离心泵内部空化流动，指导改善离心泵内部的空化性能已成为离心泵性能分析、优化设计的一个重要阶段。

本文将以某厂生产的单级离心泵为研究对象，采用Fluent软件，将Singhal等人研究发展的三维混合流体完整空化湍流模型与混合流体两相流模型相结合，对离心泵内部的全流道三维空化流动进行定常数值模拟研究，分析了在设计工况下离心泵叶轮内部流场的压力、速度、空泡体积分数分布和离心泵整机性能，这对改善离心泵的空化性能、优化设计有着重要的意义。

基于CFD的离心泵内部流场数值模拟作者：郑玉彬张旭明来源：《科技创新与应用》2014年第21期摘要：为研究CFD技术在离心泵内部流场分析方面的应用，通过三维软件Pro/E对核主泵内部流道进行三维造型，基于雷诺时均N-S方程和k-ε湍流模型两方程及SIMPLEC算法，应用计算流体力学软件CFX对泵进行了定常数值模拟和分析。

结果表明：由于蜗壳的扩压作用，在0.6Q～1.3Q泵的内部压力变化梯度明显，从叶轮进口向蜗壳出口方向，压力逐渐增加。

在0.9Q～1.1Q工况，泵内的压力变化更加均匀，这表明在设计点附近，泵的流动更加稳定。

而在1.2Q和1.3Q工况，在第八断面附近，出现高压流体和低压流体交汇，流场分布不均匀，这表明泵在大流量区域流动不稳定。

应用CFD技术能很好的分析离心泵的内部流场。

关键词：CFD；离心泵；数值模拟随着工业和城市化的进一步发展，我国面临着水污染严重，污水治理起步晚、基础差、要求高的形势，因此开发高效节能的排污泵能够降低能耗，达到节能的效果，可以为国家带来巨大的经济效益[1]。

施卫东[2]为实现低比转速潜水排污泵高扬程、高效率、无过载性能的统一，对WQS150-48-37型低比转速潜水排污泵采用不同设计方法，经优化得出3种方案，应用Pro/E软件建模，结合Fluent软件对3种方案进行了多工况内部流场分析和性能预测，并与外特性试验结果对比。

丛小青[3]针对低比速排污泵轴功率曲线随流量增大而增大这一特点，从理论上推导了排污泵产生无过载轴功率的条件，分析了主要几何参数对扬程曲线斜率的影响，给出了无过载排污泵水力设计中主要几何参数的选择原则和范围，同时通过设计实例，阐述了无过载排污泵的设计方法。

刘厚林[4]通过对双流道泵叶轮和蜗壳里的水力损失、容积损失、机械损失的分析，提出了双流道泵扬程曲线、效率曲线的性能预测方法，分别给出了双流道泵叶轮和蜗壳内各种摩擦损失、扩散损失，及主要局部损失的计算方法。

水泵改型前后的泵装置数值模拟卢强武警水电三支队一大队，贵州贵阳 550000摘要：南水北调大型泵站水力模型在更新改造时，考虑到现场改造条件的限制，满足工程需求的水泵轮毂比可能不能保证一致，因此需要对水力模型进行改型设计。

本文采用CFD技术预测改型前和改型后的泵装置性能，即在轮毂比不同的条件下，得到改型后的方案与改型前的方案泵装置性能，通过数值模拟结果的对比分析，得出了不同轮毂比下的泵装置性能的差异。

并得出了当泵站更新改造时，轮毂比成为不可更改因素时，改型设计时可行的。

关键词：更新改造；轴流泵；泵装置；改型中图分类号：TH312 文献标识码：A 文章编号：1671-5586(2015)49-0150-04Axial-flow pump modification research basic on pump device simulationAbstract:Pump hydraulic model of the selection of pump station renovation, due to the design of lift decrease, taking into account the field modification conditions, hub ratio should keep the original value, hence the need for modification of hydraulic model. This paper adopts CFD technology to predict the pump device performance, ensure the accuracy can meet the engineering requirements, in the early control pump remodeling of rationality.Key words: Renovation; Axial-flow Pump; Hydraulic Model; Modification1 概况由于泵站工程水泵机组设计不合理、运行时间长、设备老化等问题，导致水泵机组运行扬程长期偏离设计扬程、泵装置效率长期处于非高效区、水泵汽蚀非常严重[1]。

《非定常流动及流动控制基础》阅读记录目录一、内容概括 (2)1.1 非定常流动的基本概念 (2)1.2 流动控制的必要性 (4)1.3 本书的主要内容与结构 (5)二、非定常流动的基本理论 (6)2.1 非定常流动的分类与特点 (7)2.2 非定常流动的控制方程 (8)2.3 非定常流动的数值模拟方法 (8)三、非定常流动控制原理与技术 (10)3.1 空气动力学控制原理 (11)3.2 热传递控制原理 (12)3.3 结构优化与减阻降噪技术 (14)3.4 自适应控制技术 (15)四、流动控制系统的设计与应用 (16)4.1 流动控制系统的设计方法 (18)4.2 实际工程应用案例分析 (19)4.3 流动控制系统的性能评估与优化 (19)五、结论与展望 (20)5.1 本书总结 (21)5.2 展望未来发展趋势 (22)一、内容概括在阅读《非定常流动及流动控制基础》这本书的过程中，我深入了解了非定常流动的基本概念、原理及其在实际工程中的应用。

书中详细阐述了流体在不受恒定外力作用下的流动状态，即非定常流动。

这种流动的特点是流场中的速度和压力等物理量随时间发生变化，对流动的控制和管理提出了更高的要求。

本书还探讨了多种流动控制方法和技术，如减阻、减振、降噪等，这些技术在航空、航天、汽车等工程领域具有重要的应用价值。

我对这些控制方法和技术有了更深刻的理解，并认识到它们在提高系统性能、降低能耗和减少环境污染等方面的重要作用。

《非定常流动及流动控制基础》为我提供了一个全面了解非定常流动及其控制技术的平台，对我今后的学习和科研工作将产生积极的影响。

1.1 非定常流动的基本概念在流体力学中，非定常流动是指在流动过程中，流场中的某些物理量(如速度、压力、密度等)随时间发生变化的现象。

这种变化可能是由于外部条件(如湍流、涡旋等)引起的，也可能是由于内部结构(如管道、叶片等)的变化导致的。

非定常流动在许多工程领域具有重要的应用价值，如航空航天、汽车工程、能源工程等。

《柱塞泵配流副瞬态流场数值模拟与可视化试验研究》篇一一、引言柱塞泵作为液压传动系统中的关键设备，其性能的优劣直接关系到整个系统的运行效率和稳定性。

配流副作为柱塞泵的核心部件之一，其流场特性的研究对于提高柱塞泵的工作性能具有重要意义。

本文通过瞬态流场数值模拟与可视化试验研究，深入探讨了柱塞泵配流副的流场特性，为柱塞泵的设计和优化提供了理论依据。

二、流场数值模拟方法本文采用计算流体动力学（CFD）方法对柱塞泵配流副的瞬态流场进行数值模拟。

首先，建立了配流副的三维几何模型，并进行了网格划分。

然后，根据流体动力学理论，设定了合适的物理模型和数学模型，包括流体物性参数、边界条件等。

最后，通过求解流体动力学方程，得到了配流副的瞬态流场分布。

三、可视化试验研究为了验证数值模拟结果的准确性，本文还进行了可视化试验研究。

通过高速摄像技术和粒子图像测速技术（PIV），观察了配流副的流场特性，并记录了相关数据。

同时，还对不同工况下的流场进行了对比分析，为后续的优化设计提供了依据。

四、结果与讨论1. 数值模拟结果分析通过对配流副的瞬态流场进行数值模拟，得到了流场的压力分布、速度分布等关键参数。

分析结果表明，配流副的流场具有明显的瞬态特性，不同时刻的流场分布存在较大差异。

此外，还发现流场中存在明显的涡旋现象，对泵的性能产生一定影响。

2. 可视化试验结果分析通过可视化试验研究，观察到了配流副的流场实际形态。

与数值模拟结果相比，二者基本一致，证明了数值模拟的准确性。

同时，还发现不同工况下流场的形态和分布存在明显差异，这为后续的优化设计提供了依据。

五、结论本文通过对柱塞泵配流副的瞬态流场进行数值模拟与可视化试验研究，得到了以下结论：1. 配流副的流场具有明显的瞬态特性，不同时刻的流场分布存在较大差异；2. 配流副的流场中存在明显的涡旋现象，对泵的性能产生一定影响；3. 通过可视化试验研究，验证了数值模拟结果的准确性；4. 不同工况下配流副的流场形态和分布存在明显差异，这为后续的优化设计提供了依据。

《柱塞泵配流副瞬态流场数值模拟与可视化试验研究》篇一一、引言柱塞泵作为液压传动系统中的关键元件，其性能的优劣直接影响到整个系统的运行效率和稳定性。

配流副作为柱塞泵的核心部分，其瞬态流场的特性对泵的性能具有重要影响。

因此，对柱塞泵配流副瞬态流场进行数值模拟与可视化试验研究，有助于深入理解其流动特性，为优化柱塞泵的设计和提升其性能提供理论依据。

二、流场数值模拟方法在柱塞泵配流副瞬态流场的数值模拟中，我们采用了计算流体动力学（CFD）方法。

CFD是一种通过计算机求解流体控制方程来模拟和分析流体流动的技术。

通过建立配流副的三维模型，并设定合理的边界条件和初始条件，我们可以得到流场的瞬态变化情况。

在模拟过程中，我们采用了高精度的数值计算方法，如有限体积法或有限元法，对流场进行离散化处理。

通过求解离散化后的控制方程，我们可以得到流场中各个位置的流速、压力等参数的变化情况。

此外，我们还考虑了流体的物理性质，如密度、粘性等，以及流体与固体壁面的相互作用等因素，以更准确地模拟实际流场情况。

三、可视化试验研究为了验证数值模拟结果的准确性，我们进行了可视化试验研究。

通过高速摄像技术，我们可以实时观察配流副内部流场的动态变化情况。

同时，我们还采用了粒子图像测速（PIV）技术，通过在流场中加入示踪粒子并利用激光照射和图像处理技术，可以得到流场中各个位置的流速和流向信息。

在试验过程中，我们通过改变柱塞泵的工作条件（如转速、压力等），观察配流副内部流场的变化情况。

通过对比不同条件下的流场图像和数值模拟结果，我们可以验证数值模拟的准确性，并进一步分析配流副的流动特性。

四、结果与讨论通过对柱塞泵配流副瞬态流场的数值模拟与可视化试验研究，我们得到了以下结果：1. 配流副内部流场的瞬态变化情况。

我们观察到在柱塞泵的工作过程中，配流副内部流场呈现出复杂的流动特性，包括涡旋、流动分离等现象。

2. 数值模拟结果与可视化试验结果的对比。

我们发现数值模拟结果与试验结果在整体趋势上一致，但在某些细节上存在一定差异。

微型高速泵内空化流动的数值分析李业强;赖焕新【摘要】以一台单级微型高速离心泵为研究对象,对其内部空化流动进行全流场数值模拟,分析了3种流动系数和不同空化数时该离心泵叶片流道内的空泡、静压以及相对速度分布规律.研究结果表明:空泡最先在叶片吸力侧前缘产生,该空泡区随着空化数的减小沿着叶片吸力侧向出口尾缘迁移和扩大,且呈非对称分布.在相同空化数下,随着流量系数的增加叶片流道内的空化区域变大;叶片吸力侧中间区域出现低速区并在叶片间流道内发展,同时,叶片尾缘处的高速区向叶轮内延伸,表明空泡造成叶轮内流道的堵塞,阻碍液体的流动;在叶片吸力面侧,空泡体积分数的最大值主要分布在叶片中间靠近轮毂的位置,而在压力面侧位于叶片前缘的机匣附近.初步建立了关于微型高速离心泵内空泡流动的一个较完整的认识.【期刊名称】《华东理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(042)001【总页数】8页(P141-148)【关键词】微型高速离心泵;静压分布;空化流动;空泡体积分数【作者】李业强;赖焕新【作者单位】华东理工大学承压系统与安全教育部重点实验室,上海200237;华东理工大学承压系统与安全教育部重点实验室,上海200237【正文语种】中文【中图分类】S277.9;TH311现代科技中，微型高速离心泵越来越广泛应用于电子、太空和医学等领域及相关的微型化研究。

与传统的大型离心泵相比，微型高速离心泵采用高转速可以有效地提高比转速和效率性能，但运行在高速下，泵内过流部件极易发生空化，造成泵性能下降。

目前为止，对于离心泵内的空化流动特性研究大多集中在中低速的大型离心泵［1-7］，而针对此类微小型高速离心泵的性能研究相对较少。

另一方面，微小型离心泵与大型机械泵的转速和尺寸相差较大，空化相似定律换算得到的空化余量误差较大，不能有效地预测泵内的空化性能［8］。

为了认识微型高速离心泵内的空化流动现象，本文采用ANSYS CFX软件运用RNG k-ε湍流模型和基于Rayleigh-Plesset输运方程的空化模型，通过改变流量系数、空化数对微型高速泵内流动进行空化数值模拟，分析流道内的静压和空泡分布规律，为改善微型高速泵的设计与应用提供参考意义。

高速离心泵的压力脉动特性分析甘彬彬摘㊀要:高速离心泵因具有单级扬程高㊁结构紧凑㊁维护方便㊁可靠性好等优点ꎬ被广泛应用于航空航天和石油㊁化工等民用领域中ꎮ随着国内石化行业的飞速发展ꎬ装置规模日趋大型化ꎬ大流量大功率高速泵的应用场合越来越多ꎮ高速泵转速高ꎬ从强度㊁轴向力等方面考虑ꎬ大都采用长短复合叶片的开式叶轮ꎮ通常为改善汽蚀性能ꎬ叶轮前配置前置诱导轮ꎮ结构的复杂性导致高速泵内部流动非常复杂ꎬ泵内流体压力脉动过大极易引起整个高速轴系的不稳定ꎮ因此ꎬ研究高速泵内部压力脉动对提高这类离心泵运行稳定性有重要意义ꎮ关键词:高速泵ꎻ导叶ꎻ扩压器ꎻ压力脉动㊀㊀本文采用雷诺时均方法(ｒａｎｓ)ꎬ对包括诱导轮㊁叶轮和导叶式扩压器在内的高速泵全部过流部件流场进行整体非定常数值模拟ꎬ对比了泵外特性的计算值与试验值ꎬ对泵内的压力脉动特性进行重点分析ꎮ一㊁计算模型计算对象是一台带前置诱导轮的半开式直叶片叶轮高速离心泵ꎬ过流部分由泵壳㊁诱导轮㊁叶轮㊁扩压器组成ꎬ如图１所示ꎮ泵的进出口直径分别为１５０ｍｍ和１００ｍｍꎬ叶轮叶片为７长１４短的直叶片ꎬ出口直径Ｄ２＝２１５ｍｍꎬ叶轮叶片数２１ꎬ诱导轮叶片数为３ꎬ转速ｒａ＝９８５７ｒ/ｍｉｎꎬ设计流量Ｑｄ＝０.０３９ｍ３/ｓꎬ设计扬程札＝９１６ｍꎮ计算域分为进水管㊁诱导轮㊁叶轮㊁扩压器－压水室四部分ꎬ考虑了叶轮和扩压器间的前间隙㊁诱导轮和外套间的间隙ꎬ并对泵的进出口进行适当延长ꎮ采用Ｔｕｒｂｏｇｒｉｄ软件生成结构化网格对叶轮域进行离散ꎬ能够较好地控制网格质量ꎬ同时保证边界层网格ꎮ诱导轮域㊁扩压器－蜗壳域采用对复杂边界适应性强的非结构化四面体网格进行离散ꎬ对诱导轮间隙和扩压器流道的网格进行局部加密处理ꎮ通过网格无关性检查ꎬ选择总数为５５６５４９７的网格作为计算网格ꎮ鉴于ＳＳＴｋ－ｗ湍流模型的优点是低雷诺数条件下的近壁处理ꎬ由于不涉及ｋ－ｓ模型中需要的复杂非线性衰减函数ꎬ因而对分离预测的准确度更高ꎬ本文采用湍流模型为ＳＳＴｋ－ｗ模型ꎮ在计算域进口给定进口总能量ꎬ出口给定出口速度ꎮ采用 瞬态冻结转子法 处理泵内转动部件和固定部件之间交界面(诱导轮和进水管交界面㊁叶轮和导叶交界面)的动静耦合流动的参数传递ꎮ鉴于该双吸泵加工精度较高ꎬ假设壁面为水力光滑壁面ꎬ给定无滑移边界条件ꎻ为足够分辨内部流场的非定常信息ꎬ将时间步长选为转动周期的１/１２０ꎮ采用稳态ｒａｎｓ计算结果作为非定常计算的初始流场ꎬ采样时间为４０倍叶轮旋转周期ꎮ二㊁泵的压力脉动特性为了度量泵内的压力脉动ꎬ特别引人压力脉动系数Ｃｐ:Ｃｐ＝ａｐ/(０.５ｐｕ２２)式中ꎬａｐ为压力及其平均值之差ꎻｐ为密度ꎮ(一)叶轮区的压力脉动分析计算得到监测点Ｌｉ－Ｌ１０的压力脉动时域特性ꎬ通过快速傅里叶变换(ＦＦＴ)后得到监测点Ｌ１－Ｌ１０的频域特性ꎬ其中太为叶轮转动频率ꎮ可以看出ꎬ所有监测点压力脉动的频率为３ｆｒ(导叶叶片数ˑ叶片通过频率)及其倍频ꎬ其中２１户为叶片通过频率ꎮ主频为３ｆｒꎬ是因为叶轮和叶通过频率倍频成分逐渐增加ꎮ这主要是因为叶轮为７长１４短直叶片的复合叶轮ꎬ再加上扩压器隔舌对叶轮流道的堵塞作用ꎬ短叶片虽然可以减轻出口扩散程度ꎬ靠近叶轮出口处各流道的流动仍然会越来越复杂ꎬ振动频率也就越多ꎮ(二)扩压器区压力脉动分析导叶扩压器区监测点布置为Ｃ０在隔舌位置ꎬＣ１~Ｃ７在螺旋线部分ꎬＣ８~Ｃ１２在扩散段部分ꎮ计算得到监测点Ｃ０~Ｃ１２的压力脉动时域特性ꎬ可见其周期性明显ꎬ其余各点与该点相似ꎮ随着水流向下游流动ꎬＣ１~Ｃ１２监测点的压力脉动逐渐减小ꎮ因为Ｃ０处于隔舌处ꎬ该处会存在一定的冲击和回流ꎬ流动不稳定ꎬ压力脉动值最大ꎮ各监测点的主要频率成分有３ｆｒ㊁７ｆｒ㊁１４ｆｒ和２１ｆｒꎬ主频均为３ｆｒꎮ由于诱导轮叶片数为３ꎬ叶轮长叶片数为７ꎬ短叶片数为１４ꎬ叶轮出口叶片总数为２１ꎬ可以认为上述频率成分是由诱导轮㊁叶轮和扩压器动静干涉引起的ꎮ各监测点主频均为３ｆｒꎬ跟诱导轮的叶片通过频率相吻合ꎬ诱导轮和导叶的动静稱合作用应该是产生该频率的主要原因ꎮ虽然诱导轮和导叶并不是直接相联ꎬ但确实对扩压器的压力脉动有很大的影响ꎮ这点从泵的振动试验上也有体现ꎬ更换不同叶片数的诱导轮ꎬ泵高速轴端壳体的３ｆｒ频率幅值显著降低ꎮ扩散段监测点Ｃ８~Ｃ１２压力脉动的各点的主要频率成分有７ｆｒ㊁１４ｆｒꎬ其中主频为７ｆｒꎬ与螺旋线部分的压力脉动频域特性不同ꎬ可见叶轮对该区域的影响占主导优势ꎮ随着水流向下游流动ꎬＣ８~Ｃ１２监测点的压力脉动逐渐减小ꎬＣ１２幅值已经很小ꎮ三㊁结论采用数值方法ꎬ获得了高速离心泵内的压力脉动特性ꎮ取得的具体结论如下:(１)叶轮域叶片人口到出口ꎬ压力脉动的峰值逐渐增加ꎻ相同径向位置处工作面的压力脉动明显高于非工作面ꎮ由于叶轮和扩压器的动静干涉作用ꎬ叶轮内压力脉动的频率为３ｆｒ(导叶叶片数ˑ叶片通过频率)及其倍频ꎬ主频为３ｆｒꎮ(２)扩压器域内隔舌位置处的压力脉动峰值最大ꎮ随着水流向下游流动ꎬ扩压器内的压力脉动逐渐减小ꎮ螺旋线部分压力脉动的主频为３ｆｒꎬ与诱导论叶片通过频率相吻合ꎮ扩散段部分压力脉动的主频为７ｆｒꎬ与叶轮长叶片的通过频率吻合ꎮ参考文献:[１]王凯ꎬ刘厚林ꎬ袁寿其ꎬ等.离心泵多工况水力性能优化设计方法[Ｊ].排灌机械工程学报ꎬ２０１２(１):２０－２４.作者简介:甘彬彬ꎬ华北制药股份有限公司倍达分厂ꎮ０８１。

液力透平非定常压力脉动的数值计算与分析杨孙圣;孔繁余;张新鹏;黄志攀;成军【期刊名称】《农业工程学报》【年(卷),期】2012(028)007【摘要】液力透平内部流场的非定常压力脉动是影响机组运行稳定性的关键因素之一,为了研究液力透平内部压力脉动,采用流场分析软件CFX对液力透平内部流场进行了三维非定常数值模拟,通过设置监测点,得到了不同位置处的压力脉动结果,并对压力脉动进行了频域分析.结果表明,液力透平内部压力沿着流道逐渐减弱；蜗壳环形部分入口位置和割舍处压力脉动较小,割舍前端和蜗壳中部位置处压力脉动较大,压力脉动主频为转频的2倍；叶轮内部的压力脉动在液力透平各过流部件的脉动中最为强烈,最大压力脉动发生在叶轮中间位置,压力脉动主频为叶频的2倍；尾水管内的压力脉动沿着尾水管流道逐渐减弱,压力脉动主频与蜗壳内部的压力脉动主频相同,为转频的2倍.%Pressure pulsation of internal flow field within pump as turbine is one of the major factors affecting the stability of turbine unit. To research the unsteady pressure field in pump as turbine, computational fluid dynamics software CFX was adopted in the unsteady flow field analysis. Pressure pulsation results at various monitoring points were acquired and frequency analyses were performed based on these results. Results show that the pressure value decreases along the flow channel of hydraulic turbine. The pressure pulsations at volute cut water and the inlet of volute spiral development part are small. The main frequency of pressure pulsation in volute is two times of the impellerrotational frequency. The most intensive pressure pulsation of hydraulic part in hydraulic turbine is impeller and the most intensive location happens at the middle of impeller passage. The main frequency of impeller pressure pulsation is two times of the blade passing frequency. The pressure pulsation in outlet pipe gradually decreases along the pipe, and its main frequency of pressure pulsation is two times of the impeller rotational frequency.【总页数】6页(P67-72)【作者】杨孙圣;孔繁余;张新鹏;黄志攀;成军【作者单位】江苏大学流体机械及工程技术中心,镇江212013;江苏大学流体机械及工程技术中心,镇江212013;江苏大学流体机械及工程技术中心,镇江212013;江苏大学流体机械及工程技术中心,镇江212013;江苏大学流体机械及工程技术中心,镇江212013【正文语种】中文【中图分类】TH322【相关文献】1.旋翼表面非定常压力脉动计算的三维自由尾迹非定常面元法 [J], 尹坚平;胡章伟2.双叶片螺旋离心泵非定常压力脉动数值分析 [J], 张金凤;徐宇平;袁寿其;周建佳;张磊3.导叶与隔舌相对位置对离心泵非定常压力脉动影响的数值模拟 [J], 朱相源;江伟;李国君;刘鹏飞4.多级离心泵内部非定常压力脉动的数值模拟 [J], 马新华;冯琦;蒋小平;王伟;何勇冠5.带均压槽双面空气静压止推轴承自激振动的刚体-流场耦合非定常压力脉动分析[J], 李剑雄;侯安平;张久峰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

离心泵蜗壳内压力脉动特性数值分析刘厚林;杜辉;董亮;吴贤芳;刘东喜【摘要】为揭示离心泵蜗壳流道内的压力脉动变化规律,采用雷诺时均方法(RANS),对3种工况下的离心泵内部三维非定常湍流流场进行数值计算,分析同一蜗壳断面不同位置以及沿蜗壳周向不同点的压力脉动特性.结果表明:蜗壳流道内具有非常明显的压力脉动,在各种工况下压力脉动的主频均是叶片通过频率；同一蜗壳断面上的压力脉动从蜗壳底部到蜗壳背面先减小后增大,蜗壳底部监测点的高频脉动成分较多；沿蜗壳周向,随着圆周角的增大,压力脉动减弱,隔舌附近压力脉动幅度最大,且高频脉动成分明显增加.%In order to reveal the variation laws of the pressure fluctuation in the volute of a centrifugal pump, the three-dimensional unsteady flow fields in the centrifugal pump under three different conditions are numerically solved by means of the Reynolds-averaged Navier-Stokes method. The pressure fluctuations at different points of the same section of the volute and different points along the circumferential direction of the volute are analyzed. The results show that the pressure fluctuations in the volute are obvious. The dominant frequencies under three conditions are found to be the ones that the blades pass. The pressure fluctuations at the same section decrease first and then increase from the bottom to the rear of the volute, and high-frequency fluctuations at the monitoring points on the bottom of the volute are evident. Along the circumferential direction, with the increase of circular angles, the pressure fluctuations decrease. The amplitude of pressure fluctuations isthe largest near the tongue where high-frequency fluctuations dramatically increase.【期刊名称】《水利水电科技进展》【年(卷),期】2013(033)001【总页数】5页(P18-21,32)【关键词】离心泵;蜗壳隔舌;压力脉动;雷诺时均法;数值分析【作者】刘厚林;杜辉;董亮;吴贤芳;刘东喜【作者单位】江苏大学流体机械工程技术研究中心,江苏镇江212013;江苏大学流体机械工程技术研究中心,江苏镇江212013;江苏大学流体机械工程技术研究中心,江苏镇江212013;江苏大学流体机械工程技术研究中心,江苏镇江212013;江苏大学流体机械工程技术研究中心,江苏镇江212013【正文语种】中文【中图分类】TV136+.2离心泵的空间非对称结构使其内部流动呈现出复杂的非定常特性,这种特性使泵在产生静态压力分量的同时还会产生动态压力分量,也就是压力脉动[1]。

水泵输送系统数值模拟与优化设计水泵输送系统是工业生产过程中不可或缺的一部分，其用途广泛，可以用于输送水、油、气、化工原料等各种介质。

在水泵输送系统的设计与运行中，数值模拟与优化设计是非常重要的一环。

本文将从数值模拟的方法、优化设计的目的及其实现方式等方面进行详细探讨。

一、数值模拟方法数值模拟是指通过数学方法、计算机软件等工具对系统进行模拟，以预测其性能、研究其特性等。

在水泵输送系统中，数值模拟通常采用计算流体力学（CFD）方法。

CFD方法主要通过对流体流动的数值计算来模拟物理现象，以达到预测、分析或优化设计的目的。

CFD方法在水泵输送系统的数值模拟过程中起到了极其重要的作用。

采用CFD方法可以通过对流体流动的数值计算和分析，预测输送系统的运行参数，对运行性能进行优化设计；同时也可以预测不同的操作条件下系统的性能，为生产管理提供科学合理的决策依据。

二、优化设计的目的优化设计的目的是通过改善输送系统的布局、结构或流体工艺等方面的设计，提高输送性能和经济性。

一般来说，优化设计的目的包括以下几个方面：（1）提高输送效率输送效率是水泵输送系统的一个重要指标，它反映了输送系统的运转效率。

通过优化设计，可减少输送系统的修理和维护成本，提高输送效率。

（2）降低能耗水泵输送系统需要消耗的能量与输送液体的流量、输送距离有关。

在优化设计过程中，通过对系统中各部分进行结构优化和流体力学分析，可降低输送系统的能耗，实现节能降耗的目的。

（3）提高运行可靠性水泵输送系统是生产过程中不可或缺的一部分，如果输送系统出现故障，不仅会影响生产进度，还会带来生产安全隐患。

通过优化设计，可提高输送系统的运行可靠性，减少故障发生的概率，提高生产效率。

（4）降低建设成本在水泵输送系统的建设过程中，可以通过系统优化设计来降低建设成本，提高经济效益。

例如，可以采用先进材料、节水型设备等方法来降低设备的成本，从而实现经济效益最大化。

三、优化设计的实现方式优化设计的实现方式有多种，具体应根据实际情况采取适当的方案。

叶轮机械全环非定常大规模并行模拟程序设计张健; 唐静; 邱名; 邓有奇; 龚小权【期刊名称】《《空气动力学学报》》【年(卷),期】2019(037)004【总页数】9页(P546-554)【关键词】叶轮机械; 非定常流动; 数值模拟; 全环模拟; 滑移面; 并行效率【作者】张健; 唐静; 邱名; 邓有奇; 龚小权【作者单位】中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所绵阳 621000【正文语种】中文【中图分类】V211.30 引言叶轮机械内部流动非常复杂,其本质为三维黏性非定常流动。

计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)技术飞速发展,其具备计算耗时短,成本相对较低,并且可以多维度地模拟出叶轮机内部复杂的非定常流动细节的优点,因而越来越多地用于叶轮机械的气动设计和分析当中。

叶轮机内部非定常流动的来源有多种,动静叶片排的相对转动、激波边界层干扰、尾迹传播、二次流等都是造成流动不稳定的原因。

通过数值模拟对上述非定常现象进行研究的关键在于如何建立模拟转静叶片相对运动过程的模型。

目前工业上一般采用混合平面(Mixing Plane)模型[1],该模型将转/静界面上下游相同展向高度处的通量通过周向平均后进行交换,将非定常计算简化为对一个叶片流道的定常计算,虽然大大减小了计算量,然而却无法捕捉到转静子之间相互干扰等非定常现象。

采用叶片约化技术[2],将叶片在周向方向上按照一定比例进行几何缩放,能够使转静叶片数具有较大公约数进而约化为少量几个叶片通道进行非定常计算,但是由于改变了实际的几何尺寸,这种方法会存在较大误差。

He和Ning提出的非线性谐波法(Non-linear Harmonic Method,NLH)[3]可以看作是一种定常/非定常混合方法,其基本假设是流场的主要扰动是由于叶片通过频率(Blade Passing Frequence,BPF)引起的,从而将流场变量分解成为时间平均值和多个不同频率谐波的扰动组成,BPF的整数倍数分别代表了不同谐波。