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基于超大涡模拟的翼端间隙流湍流特性与损失机理分析
被引量：
3
1
作者
陈为升
黎耀军
+1 位作者
刘竹青
杨魏
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第8期144-153,共10页
为探明不同翼端间隙条件下水翼端部间隙区湍流特征及间隙湍流损失机理,以NACA0009型钝尾缘水翼为研究对象,采用基于SST k-ω湍流模型的超大涡模拟方法,分析了间隙宽度τ(分别为0.1c和0.02c)和翼端倒圆半径r(分别为0,0.5%c和1%c)对间隙...
为探明不同翼端间隙条件下水翼端部间隙区湍流特征及间隙湍流损失机理,以NACA0009型钝尾缘水翼为研究对象,采用基于SST k-ω湍流模型的超大涡模拟方法,分析了间隙宽度τ(分别为0.1c和0.02c)和翼端倒圆半径r(分别为0,0.5%c和1%c)对间隙区涡系结构、湍流雷诺应力、湍动能和湍流损失的影响。结果表明,不同间隙条件下,间隙流动的雷诺应力分布与间隙涡系分布趋于一致,以法向正应力〈v′v′〉和展向正应力〈w′w′〉为主。大间隙下(τ=0.1c),湍动能和雷诺应力主要分布在间隙分离涡区域,速度梯度?〈v〉/?z和雷诺应力〈w′w′〉主导间隙分离涡区域的湍动能生成,随翼端倒圆半径增加,间隙湍流损失因间隙区雷诺应力的显著减小而降低;小间隙下(τ=0.02c),间隙端壁边界层在间隙泄漏涡的强卷吸作用下形成诱导涡,间隙区湍流损失主要产生于间隙泄漏涡和诱导涡区域内,随翼端倒圆半径增大而增大,其原因是主导诱导涡湍动能生成的雷诺应力〈v′v′〉与速度梯度?〈v〉/?y和主导间隙泄漏涡湍动能生成的〈v′w′〉与(?〈v〉/?z+?〈w〉/?y)均随翼端倒圆半径增加而增大。
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关键词
水翼
超大涡模拟
间隙
湍流损失
雷诺应力
速度梯度
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职称材料
双吸泵作液力透平时叶轮内部能量损失机理分析
被引量：
12
2
作者
苗森春
罗文
+1 位作者
王晓晖
杨军虎
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第22期12-22,共11页
叶轮是双吸泵作液力透平的核心部件,其性能决定着液力透平的能量回收能力。为研究液力透平叶轮内部能量损失机理,该研究基于熵产理论和数值模拟,采用剪切应力传输(Shear-Stress Transport,SST) k-ω湍流模型,分析了不同流量下液力透平...
叶轮是双吸泵作液力透平的核心部件,其性能决定着液力透平的能量回收能力。为研究液力透平叶轮内部能量损失机理,该研究基于熵产理论和数值模拟,采用剪切应力传输(Shear-Stress Transport,SST) k-ω湍流模型,分析了不同流量下液力透平各过流部件的能量损失规律。结果表明:叶轮流道内部不稳定流动造成的能量损失和近壁区的内摩擦效应引起的能量损失是整机水力损失产生的主要组成部分;叶轮内部的流动分离、漩涡、动静干涉、强曲率流动以及尾水室内部的死水区对叶轮内部流动状态的反作用等会对能量损失产生较大影响,且平均损失占比高达41%;叶轮近壁区的能量损失主要由叶片和前后盖板与流体间的相互作用导致。研究结果可为双吸液力透平的水力优化设计提供参考。
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关键词
叶轮
熵
能量
损失
双吸泵作液力透平
湍流损失
壁面
损失
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职称材料
联体泵-马达壳体内流场功率损失特性
被引量：
1
3
作者
冀海
王娟
+3 位作者
袁怀杰
孙德灿
孙成珍
赵亮
《液压与气动》
北大核心
2022年第11期132-139,共8页
联体泵-马达工作过程中由于流场功率损失过大,造成摩擦副磨损、压力供给不足、旋转部件发热等问题,降低整机的可靠性和寿命。采用了Mixture多相流模型及自编程的网格变形运动控制程序,建立了联体泵-马达壳体内部流场功率损失特性数值仿...
联体泵-马达工作过程中由于流场功率损失过大,造成摩擦副磨损、压力供给不足、旋转部件发热等问题,降低整机的可靠性和寿命。采用了Mixture多相流模型及自编程的网格变形运动控制程序,建立了联体泵-马达壳体内部流场功率损失特性数值仿真模型。通过分析连体泵-马达壳体内油-空气两相流场中涡结构和湍流参数,揭示了壳体内流场功率损失产生机理及分布特性,并研究了转速和泵斜盘倾角对功率损失的影响规律。结果表明:流场涡结构及湍动能较高区域均集中在柱塞及缸体转动区域,该区域的搅拌损失占比为98.91%,湍流耗散损失占比为60.66%,是壳体内流场功率损失主要来源区。转速的增加导致流场湍动能升高,流场总损失增加;转速从955 r/min增大至3000 r/min后,流场总损失增加了1441.36 W。泵斜盘倾角的变大,使马达侧转速增加,流场更紊乱,流场总损失增加;泵斜盘倾角从0°增大至17.5°,流场总损失增加了1077.04 W。
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关键词
联体泵-马达
搅拌
损失
湍流
耗散
损失
计算流体力学
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职称材料
题名
基于超大涡模拟的翼端间隙流湍流特性与损失机理分析
被引量：
3
1
作者
陈为升
黎耀军
刘竹青
杨魏
机构
中国农业大学水利与土木工程学院
北京市供水管网系统安全与节能工程技术研究中心
出处
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第8期144-153,共10页
基金
国家自然科学基金项目(51679240)
文摘
为探明不同翼端间隙条件下水翼端部间隙区湍流特征及间隙湍流损失机理,以NACA0009型钝尾缘水翼为研究对象,采用基于SST k-ω湍流模型的超大涡模拟方法,分析了间隙宽度τ(分别为0.1c和0.02c)和翼端倒圆半径r(分别为0,0.5%c和1%c)对间隙区涡系结构、湍流雷诺应力、湍动能和湍流损失的影响。结果表明,不同间隙条件下,间隙流动的雷诺应力分布与间隙涡系分布趋于一致,以法向正应力〈v′v′〉和展向正应力〈w′w′〉为主。大间隙下(τ=0.1c),湍动能和雷诺应力主要分布在间隙分离涡区域,速度梯度?〈v〉/?z和雷诺应力〈w′w′〉主导间隙分离涡区域的湍动能生成,随翼端倒圆半径增加,间隙湍流损失因间隙区雷诺应力的显著减小而降低;小间隙下(τ=0.02c),间隙端壁边界层在间隙泄漏涡的强卷吸作用下形成诱导涡,间隙区湍流损失主要产生于间隙泄漏涡和诱导涡区域内,随翼端倒圆半径增大而增大,其原因是主导诱导涡湍动能生成的雷诺应力〈v′v′〉与速度梯度?〈v〉/?y和主导间隙泄漏涡湍动能生成的〈v′w′〉与(?〈v〉/?z+?〈w〉/?y)均随翼端倒圆半径增加而增大。
关键词
水翼
超大涡模拟
间隙
湍流损失
雷诺应力
速度梯度
Keywords
hydrofoil
very large eddy simulation
tip clearance turbulent loss
Reynolds stress
velocity gradient
分类号
O357.5 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
双吸泵作液力透平时叶轮内部能量损失机理分析
被引量：
12
2
作者
苗森春
罗文
王晓晖
杨军虎
机构
兰州理工大学能源与动力工程学院
江苏双达泵阀集团有限公司
出处
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第22期12-22,共11页
基金
国家自然科学基金项目(52169019)
甘肃省自然科学基金项目(20JR10RA203)
流体及动力机械教育部重点实验室(西华大学)开放基金项目(LTDL2020-007)。
文摘
叶轮是双吸泵作液力透平的核心部件,其性能决定着液力透平的能量回收能力。为研究液力透平叶轮内部能量损失机理,该研究基于熵产理论和数值模拟,采用剪切应力传输(Shear-Stress Transport,SST) k-ω湍流模型,分析了不同流量下液力透平各过流部件的能量损失规律。结果表明:叶轮流道内部不稳定流动造成的能量损失和近壁区的内摩擦效应引起的能量损失是整机水力损失产生的主要组成部分;叶轮内部的流动分离、漩涡、动静干涉、强曲率流动以及尾水室内部的死水区对叶轮内部流动状态的反作用等会对能量损失产生较大影响,且平均损失占比高达41%;叶轮近壁区的能量损失主要由叶片和前后盖板与流体间的相互作用导致。研究结果可为双吸液力透平的水力优化设计提供参考。
关键词
叶轮
熵
能量
损失
双吸泵作液力透平
湍流损失
壁面
损失
Keywords
impeller
entropy
energy loss
the double-suction pump as turbine
turbulent loss
wall loss
分类号
TH311 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
联体泵-马达壳体内流场功率损失特性
被引量：
1
3
作者
冀海
王娟
袁怀杰
孙德灿
孙成珍
赵亮
机构
中国北方车辆研究所
西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室
出处
《液压与气动》
北大核心
2022年第11期132-139,共8页
文摘
联体泵-马达工作过程中由于流场功率损失过大,造成摩擦副磨损、压力供给不足、旋转部件发热等问题,降低整机的可靠性和寿命。采用了Mixture多相流模型及自编程的网格变形运动控制程序,建立了联体泵-马达壳体内部流场功率损失特性数值仿真模型。通过分析连体泵-马达壳体内油-空气两相流场中涡结构和湍流参数,揭示了壳体内流场功率损失产生机理及分布特性,并研究了转速和泵斜盘倾角对功率损失的影响规律。结果表明:流场涡结构及湍动能较高区域均集中在柱塞及缸体转动区域,该区域的搅拌损失占比为98.91%,湍流耗散损失占比为60.66%,是壳体内流场功率损失主要来源区。转速的增加导致流场湍动能升高,流场总损失增加;转速从955 r/min增大至3000 r/min后,流场总损失增加了1441.36 W。泵斜盘倾角的变大,使马达侧转速增加,流场更紊乱,流场总损失增加;泵斜盘倾角从0°增大至17.5°,流场总损失增加了1077.04 W。
关键词
联体泵-马达
搅拌
损失
湍流
耗散
损失
计算流体力学
Keywords
integrated pump-motor
churning losses
turbulent dissipation losses
computational fluid dynamics
分类号
TH137 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于超大涡模拟的翼端间隙流湍流特性与损失机理分析
陈为升
黎耀军
刘竹青
杨魏
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
双吸泵作液力透平时叶轮内部能量损失机理分析
苗森春
罗文
王晓晖
杨军虎
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
12
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
联体泵-马达壳体内流场功率损失特性
冀海
王娟
袁怀杰
孙德灿
孙成珍
赵亮
《液压与气动》
北大核心
2022
1
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职称材料
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