离心泵全流场与非全流场数值计算 被引量：28

1

作者 董亮 刘厚林 +2 位作者 谈明高 王凯 王勇 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2012年第3期274-278,共5页

为研究不同计算域对离心泵数值计算结果的影响,采用虚拟分块网格划分技术和标准k-ε湍流模型,对5台不同比转数离心泵设计工况下的内部流动进行了三维定常全流场与非全流场数值模拟.基于全流场和非全流场数值计算结果分别进行了性能预测... 为研究不同计算域对离心泵数值计算结果的影响,采用虚拟分块网格划分技术和标准k-ε湍流模型,对5台不同比转数离心泵设计工况下的内部流动进行了三维定常全流场与非全流场数值模拟.基于全流场和非全流场数值计算结果分别进行了性能预测和内流场特征分析,并将性能预测结果与试验结果进行了对比分析.结果表明:不同计算域对数值计算结果影响显著;全流场数值模拟性能预测精度高于非全流场数值模拟,扬程预测精度平均高1.54%,效率预测精度平均高1.67%;流场分析发现两种计算方法得到叶轮内的静压分布基本一致,而蜗壳内静压分布存在着明显差异;全流场数值计算得到的叶轮与蜗壳的间隙速度分布呈现层状分布,而非全流场数值计算得到的结果呈三角形分布;由于全流场计算区域考虑叶轮进口口环、前后盖板间隙流的影响,其数值计算得到的蜗壳断面内二次流分布并不完全对称. 展开更多

关键词 离心泵 全流场 非全流场 数值模拟 性能预测

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多级离心泵整机流场三维非稳态湍流压力脉动特性分析 被引量：17

2

作者 率志君 张权 +3 位作者 陈春来 陈奇 李玩幽 刘志刚 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期306-311,共6页

为了探究离心泵内部非稳态流动引起的压力脉动现象及其特性,以某型多级离心泵为对象,建立了流场三维有限元网格.采用Fluent仿真技术,选用RNG k-ε湍流模型对离心泵流场进行非稳态数值计算,通过设置监测点,得到了不同位置处在每个时间步... 为了探究离心泵内部非稳态流动引起的压力脉动现象及其特性,以某型多级离心泵为对象,建立了流场三维有限元网格.采用Fluent仿真技术,选用RNG k-ε湍流模型对离心泵流场进行非稳态数值计算,通过设置监测点,得到了不同位置处在每个时间步长下的压力值.运用FFT方法,对叶轮及蜗壳等主要流道监测点的压力脉动进行频谱分析,结果表明叶轮和蜗壳内的压力脉动主要集中在叶频及其倍频处,并且叶轮与蜗壳之间动静干涉对压力脉动有较大的影响. 展开更多

关键词 离心泵 整机流场 压力脉动 频域分析

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基于全流场的泵装置出水流道内流特性分析 被引量：6

3

作者 张帆 张金凤 +3 位作者 张霞 袁寿其 李亚林 谢立恒 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期1246-1251,共6页

为了研究立式轴流泵装置出水流道的流动特性,以一立式轴流泵装置为研究对象,基于全流场非定常计算,结合湍动能和流线分布以及压力分布,分析出水流道内非定常流动特性;基于Q准则,在小流量工况下对流道内涡旋结构进行可视化分析;基于特征... 为了研究立式轴流泵装置出水流道的流动特性,以一立式轴流泵装置为研究对象,基于全流场非定常计算,结合湍动能和流线分布以及压力分布,分析出水流道内非定常流动特性;基于Q准则,在小流量工况下对流道内涡旋结构进行可视化分析;基于特征值法和涡量法,对不同工况下1个非定常旋转周期内的出水流道里的涡核进行提取.结果表明:小流量工况下,出水流道的入口处产生的涡旋结构数量最多,流道内提取到的涡核数量也最多;出水流道内的涡核强度从流道入口处往后逐渐减弱; 2种方法均在额定工况下提取到的涡核数量最少,并且额定工况下流道中后部均未出现涡核.掌握出水流道内流特性及涡核分布,有助于今后优化设计出低水力损失的出水流道. 展开更多

关键词 全流场 出水流道 模型试验 非定常计算 涡核

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井用潜水泵级间间隙泄漏CFD分析与试验 被引量：6

4

作者 高雄发 施卫东 +1 位作者 张启华 张德胜 《中国农村水利水电》 北大核心 2016年第2期96-100,共5页

鉴于级间间隙泄漏量试验难于测量的局限性,为了研究井用潜水泵泄漏量的变化对性能的影响,以200QJ80-22井用潜水泵为研究对象,首次应用CFD软件对不同的前口环间隙、后口环间隙以及级间间隙进行全流场数值计算,得到的结果与试验结果对比分... 鉴于级间间隙泄漏量试验难于测量的局限性,为了研究井用潜水泵泄漏量的变化对性能的影响,以200QJ80-22井用潜水泵为研究对象,首次应用CFD软件对不同的前口环间隙、后口环间隙以及级间间隙进行全流场数值计算,得到的结果与试验结果对比分析,并对级间间隙泄漏量经验公式估算值与数值计算值进行比较,分析泵在不同的间隙泄漏下对内部流场和外特性的影响,在级间间隙内和进出口区域布点监测其压力值,并进一步分析级间间隙压力变化对整泵性能的影响。结果表明:对不考虑所有密封环、只考虑前密封环泄漏和考虑前后密封环泄漏以及间隙泄漏在内的三种模型数值计算结果与试验结果对比分析,发现三种模型数值计算效率值与试验值误差分别为24.5%、12.9%和6.7%;而三种模型数值计算扬程值与试验扬程误差分别为25.9%、15.9%和9.3%。额定工况下经验公式估算的泄漏量与数值计算得到的间隙两端压差代入公式估算泄漏量,小间隙时较为接近,大间隙时相差较大,研究结果对级间间隙泄漏量的计算有一定的参考价值。 展开更多

关键词 井用潜水泵 级间间隙 全流场 数值计算

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基于定常计算的轴流式通风机内部全流场数值模拟和性能预测 被引量：3

5

作者 张永建 李学臣 +2 位作者 陈庆光 郭传江 陈铁军 《煤矿机械》 北大核心 2007年第4期56-58,共3页

针对2K70型轴流式通风机从集流器进口到扩散器出口的内部三维全流场做了定常的数值模拟。该模拟在计算区域采用非结构化网格,选用标准的k-ε湍流模型和压力边界条件。模拟结果揭示了轴流式通风机内部流场的一些基本特征,根据这些特征对... 针对2K70型轴流式通风机从集流器进口到扩散器出口的内部三维全流场做了定常的数值模拟。该模拟在计算区域采用非结构化网格,选用标准的k-ε湍流模型和压力边界条件。模拟结果揭示了轴流式通风机内部流场的一些基本特征,根据这些特征对该通风机的整体性能做了有较高精度和可靠性的性能预测。预测结果可为内部流动优化提供参考。 展开更多

关键词 轴流式通风机 全流场 数值模拟 性能预测

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泵作透平时叶轮轴向力的数值计算与分析 被引量：2

6

作者 屈晓云 孔繁余 +1 位作者 陈浩 杨孙圣 《中国农村水利水电》 北大核心 2013年第7期96-99,102,共5页

为了准确预测泵作透平时轴向力的大小,采用流场分析软件CFX对泵作透平进行了全流场三维数值模拟,获得了叶轮盖板、叶轮流道内表面、叶片的压力分布及腔体内液体角速度的分布情况。结果表明:泵作透平在最高效点时每级叶轮受到的盖板力并... 为了准确预测泵作透平时轴向力的大小,采用流场分析软件CFX对泵作透平进行了全流场三维数值模拟,获得了叶轮盖板、叶轮流道内表面、叶片的压力分布及腔体内液体角速度的分布情况。结果表明:泵作透平在最高效点时每级叶轮受到的盖板力并非相等,随着级数的增加叶轮受到的盖板力呈现越来越小的趋势,而各级叶轮受到的轴向力随着来流水头的增大逐渐增大;并且各级腔内液体角速度的平均值均要高于传统认为的叶轮角速度的一半,且该值并非恒定,范围为0.42～0.70倍的叶轮转速。 展开更多

关键词 离心泵 泵作透平 全流场数值计算 轴向力

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部分流泵的全三维湍流数值模拟 被引量：1

7

作者 刘在伦 龙慧斌 徐翠 《西华大学学报（自然科学版）》 CAS 2010年第1期66-69,共4页

借助Fluent软件,选择标准κ-ε模型和标准壁面函数对单级部分流泵在设计工况方面进行了三维湍流数值模拟,分析了叶轮、涡壳内流体的流动,指出径向直叶片叶轮进口的冲击损失很大,隔舌前后是能量损失、产生噪声与振动的主要区域,隔舌对泵... 借助Fluent软件,选择标准κ-ε模型和标准壁面函数对单级部分流泵在设计工况方面进行了三维湍流数值模拟,分析了叶轮、涡壳内流体的流动,指出径向直叶片叶轮进口的冲击损失很大,隔舌前后是能量损失、产生噪声与振动的主要区域,隔舌对泵性能影响较大,蜗壳内存在两个反向的旋涡,蜗壳内的流体在主流和二次流的共同影响下沿着流道向前推进。最后,对泵性能的预测值与实测值作了对比,验证了数值模拟的正确性。 展开更多

关键词 部分流泵 湍流 整流场 数值模拟

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抽水蓄能电站泵工况全过流系统流场数值模拟 被引量：5

8

作者 周大庆 张蓝国 张成华 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期63-68,共6页

为了更加全面分析抽蓄电站泵工况流场特征,建立包括引水隧洞、调压井、高压管道、水泵水轮机组与尾水隧洞的全过流系统几何模型。采用考虑重力作用的控制方程结合k-ωSST模型对其不同单机抽水工况进行3维湍流数值模拟,与模型试验换算结... 为了更加全面分析抽蓄电站泵工况流场特征,建立包括引水隧洞、调压井、高压管道、水泵水轮机组与尾水隧洞的全过流系统几何模型。采用考虑重力作用的控制方程结合k-ωSST模型对其不同单机抽水工况进行3维湍流数值模拟,与模型试验换算结果进行对比,计算并分析了各个过流部件的水力损失。结果表明:考虑重力作用的数值模拟得到的流场分布状态更贴近实际,额定工况效率误差为0.9%,扬程误差为1.0%,其它工况效率和扬程的最大误差分别小于3.5%和3.0%。抽蓄电站水力损失主要发生在机组段,而输水系统水力损失相对较小,平均约占总水力损失的10.4%。导叶开度相同时,不同工况机组段水力损失的诱发因素不同,小流量工况水力损失主要因为转轮进口流态紊乱,出口流场不均匀;而活动导叶开度较小,流速过大是大流量工况水力损失主要成因。 展开更多

关键词 抽水蓄能电站 水力损失 全过流系统 重力场 数值模拟

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混流式水轮机全流道三维非定常流场数值模拟 被引量：7

9

作者 黄剑峰 张立翔 +1 位作者 王文全 姚激 《水电能源科学》 北大核心 2009年第1期155-157,214,共4页

基于三维时均N—S方程和RNGk—ε双方程湍流模型,采用滑移网格模型进行了混流式水轮机全流道动静干扰的三维非定常湍流计算,捕捉了水轮机各过流部件内复杂湍流场分布和尾水管内涡旋结构等流动信息随时间的变化情况。计算结果表明,水轮... 基于三维时均N—S方程和RNGk—ε双方程湍流模型,采用滑移网格模型进行了混流式水轮机全流道动静干扰的三维非定常湍流计算,捕捉了水轮机各过流部件内复杂湍流场分布和尾水管内涡旋结构等流动信息随时间的变化情况。计算结果表明,水轮机中的水流处于复杂的湍流运动状态,随时间推移变化剧烈,计算结果更接近实际流场分布。 展开更多

关键词 混流式水轮机 全流道 三维非定常流场计算

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混流式水轮机全流道三维流场数值模拟 被引量：4

10

作者 黄剑峰 姚激 武亮 《中国农村水利水电》 北大核心 2008年第7期112-115,共4页

基于Realizablek-ε双方程湍流模型和三维时均N-S方程,进行了混流式水轮机全流道的三维定常湍流计算。捕捉到了水轮机各过流部件内的流场和尾水管内的涡旋结构等流动信息。结果表明,水轮机的全流道CFD分析能够较为准确地预测出水轮机过... 基于Realizablek-ε双方程湍流模型和三维时均N-S方程,进行了混流式水轮机全流道的三维定常湍流计算。捕捉到了水轮机各过流部件内的流场和尾水管内的涡旋结构等流动信息。结果表明,水轮机的全流道CFD分析能够较为准确地预测出水轮机过流部件内的性能参数及内部流场结构,所得到的结果对进行水轮机的水力设计或改型优化设计等研究具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 混流式水轮机 全流道 三维流场计算

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液力变矩器全流道瞬态数值计算及其特性研究 被引量：2

11

作者 蒋宏婉 何林 +2 位作者 张文博 赵先锋 肖辉 《煤矿机械》 2015年第4期40-43,共4页

重点研究DM152B型液力变矩器流动特性的数值模拟方法,利用CFD平台的滑移网格技术对该型变矩器内流场进行全流道瞬态数值模拟和特性计算,同时结合液力变矩器特性测试台架试验,验证了该数值模拟方法的正确性和可靠性,为大功率、高转速液... 重点研究DM152B型液力变矩器流动特性的数值模拟方法,利用CFD平台的滑移网格技术对该型变矩器内流场进行全流道瞬态数值模拟和特性计算,同时结合液力变矩器特性测试台架试验,验证了该数值模拟方法的正确性和可靠性,为大功率、高转速液力变矩器流动特性预测和研究提供了有效数值计算手段。 展开更多

关键词 液力变矩器 全流道 数值计算 流场特性 试验验证

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多级离心泵内部流动的数值计算 被引量：1

12

作者 赵燕娟 林海斌 +1 位作者 李金富 徐浩男 《新型工业化》 2019年第5期27-30,共4页

本文针对某泵进行三维定常全流场模拟。分析结果表明湍流强度分布成中心原点对称,在不同强度条件下湍流强度最大值和速度大小没明显的关系,但是速度大的整体湍流强度比较大;在速度矢量图中进口速度的大小不能决定速度最大值和最小值,速... 本文针对某泵进行三维定常全流场模拟。分析结果表明湍流强度分布成中心原点对称,在不同强度条件下湍流强度最大值和速度大小没明显的关系,但是速度大的整体湍流强度比较大;在速度矢量图中进口速度的大小不能决定速度最大值和最小值,速度大小的分布图关于原点成中心对称和中心轴对称,最大值的区域都出现在叶轮的压力面;湍动能强度的分布具有一定的对称性。 展开更多

关键词 多级离心泵 全流场 数值模拟 湍动能

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复杂山地风力机流场及气动性能 被引量：5

13

作者 邓宗伟 彭文春 +2 位作者 高乾丰 董辉 朱志祥 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期4294-4300,共7页

为研究复杂山地风力机流场的运动规律及相关气动性能,以具体的风速及地形图为依据,基于pro/E与Gambit软件建立XE93 2000型风力机整机模型和复杂山地流场模型,利用Fluent软件对复杂山区地形条件下的水平轴风力机外流场及气动性能进行分... 为研究复杂山地风力机流场的运动规律及相关气动性能,以具体的风速及地形图为依据,基于pro/E与Gambit软件建立XE93 2000型风力机整机模型和复杂山地流场模型,利用Fluent软件对复杂山区地形条件下的水平轴风力机外流场及气动性能进行分析。研究结果表明：在山顶上空60~200 m高度范围内风剪切较小,特别适合安装大型风力机,与主风向相切的山脊也是风力机的较佳安装场址;气流在绕过风力机后速度骤减且恢复过程较长,其后500 m之内仍受影响;塔筒受到的风荷载约占整个风电机组水平风荷载的15.6%;驱动力矩和阻力是风轮的主要气动荷载,均随风速的提高而显著增大。 展开更多

关键词 山地风场 水平轴风力机 流场分析 气动性能 整机模型 CFD模拟

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油污染全场模拟的湍浮力流动应力—通量代数模型

14

作者 沈永明 赵文谦 倪浩清 《成都科技大学学报》 EI CAS CSCD 1992年第6期25-33,共9页

石油污染是当今严重的全球性环境问题之一,已受到愈来愈多的关注。本文以通用的应力—通量代数湍流模型为基础,针对油—水两相流动体系的特点,提出了油污染预报全场模拟的湍浮力流动应力—通量代数模型。模型不仅在控制方程中计及了密... 石油污染是当今严重的全球性环境问题之一,已受到愈来愈多的关注。本文以通用的应力—通量代数湍流模型为基础,针对油—水两相流动体系的特点,提出了油污染预报全场模拟的湍浮力流动应力—通量代数模型。模型不仅在控制方程中计及了密度变化,而且在应力和质量通量的代数关系中含有浮力项,也就是使各向不同性的涡粘性系数和湍流扩散系数与当地Richardson数建立起函数关系,从而自动地计及了浮力对紊动的影响。结果表明,模型的模拟效果非常满意。 展开更多

关键词 石油污染 模拟 数学模型

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风积砂似膏体机械化充填保水采煤技术与实践 被引量：32

15

作者 刘鹏亮 张华兴 +2 位作者 崔锋 孙凯华 孙万明 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期118-126,共9页

针对榆阳煤矿垮落法开采导致萨拉乌苏组含水层破坏的严重问题,开发了风积砂似膏体机械化充填采煤技术。充填材料以风积砂为骨料,以碱激发粉煤灰为胶结剂,实验确定了配比为水砂比1∶1.3,质量浓度72%,初始流动度达到210 mm;提出料浆管路... 针对榆阳煤矿垮落法开采导致萨拉乌苏组含水层破坏的严重问题,开发了风积砂似膏体机械化充填采煤技术。充填材料以风积砂为骨料,以碱激发粉煤灰为胶结剂,实验确定了配比为水砂比1∶1.3,质量浓度72%,初始流动度达到210 mm;提出料浆管路输送局部阻力损失计算方法,通过现场自流输送实验,得出单位长度弯头阻力损失为沿程阻力损失的4.26倍,确定了14.9大倍线自流输送管路内径,流量设计精度提高10%以上;采用充填站双制浆系统地下设备池模式,制浆能力达360 m3/h,运行能耗低;提出工作面充填空间整体密闭新方式,密封布消耗量仅为传统挂袋方式的40%。工业性实验表明,采空区充填率达98.5%,工作面无明显来压现象,顶板淋水量小于2 m3/d,地表最大下沉38 mm,满足保水开采要求,且与同类技术相比成本和生产效率均取得较大突破。 展开更多

关键词 充填保水采煤 风积砂似膏体 局部阻力损失 现场自流输送实验 双制浆系统 充填空间整体密闭

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离心浮选机结构对流场影响的数值模拟 被引量：1

16

作者 魏月友 孙姣 陈文义 《河北工业大学学报》 CAS 2015年第1期50-54,65,共6页

为探讨浮选机结构对流场的影响,对整体浮选机流场的分布特性进行了数值模拟.以自吸式离心浮选机为模型,使用计算流体动力学软件STAR CCM＋,运用Realizable k-湍流模型和VOF多相流模型,采用SIMPLE算法对速度和压力进行耦合求解,得到了速... 为探讨浮选机结构对流场的影响,对整体浮选机流场的分布特性进行了数值模拟.以自吸式离心浮选机为模型,使用计算流体动力学软件STAR CCM＋,运用Realizable k-湍流模型和VOF多相流模型,采用SIMPLE算法对速度和压力进行耦合求解,得到了速度、压力、湍动能以及气液相含率的分布规律.模拟结果表明,吸气量、喷嘴出口动能和湍动能值随喷嘴直径增大而减小,当喷嘴直径为19 mm时效果较好.外筒体流场存在较大的速度梯度,速度值从7-8 m/s降至1 m/s以下.矿化气体在外筒体的弥散程度较低,入料初始阶段气含率均一度仅为20%-30%. 展开更多

关键词 STAR CCM+ 离心浮选机 喷嘴 全流场 数值模拟

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小钝头锥体全目标流场与光电特性一体化数值模拟

17

作者 曹登泰 石于中 +1 位作者 陈伟芳 吴其芬 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第1期1-6,共6页

从简化的或全ＮＳ方程出发，采用化学非平衡和热辐射非平衡模型，数值模拟了有烧蚀产物引射条件下小钝头锥体全目标流场与光电特性，旨在为防护设计提供气动物理环境数据。计算结果表明，本文流场模拟数据与实验数据基本吻合，壁面烧蚀... 从简化的或全ＮＳ方程出发，采用化学非平衡和热辐射非平衡模型，数值模拟了有烧蚀产物引射条件下小钝头锥体全目标流场与光电特性，旨在为防护设计提供气动物理环境数据。计算结果表明，本文流场模拟数据与实验数据基本吻合，壁面烧蚀产物引射和壁面催化特性对流场电子数密度均有量级影响。 展开更多

关键词 再入飞行 全目标流场 数值模拟 光电特性 锥体

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离心泵水力设计及流固耦合数值模拟 被引量：5

18

作者 李林军 王建国 《中国农村水利水电》 北大核心 2017年第5期193-197,共5页

为了获得离心泵高效的性能参数、确保其可靠运行,利用CFD计算软件CFX对所设计的离心泵水力模型进行优化,将优化后的水力模型通过ANSYS软件对叶轮、螺母及轴等转子部件进行单向流固耦合分析。经数值模拟与试验结果对比分析可知数值模拟... 为了获得离心泵高效的性能参数、确保其可靠运行,利用CFD计算软件CFX对所设计的离心泵水力模型进行优化,将优化后的水力模型通过ANSYS软件对叶轮、螺母及轴等转子部件进行单向流固耦合分析。经数值模拟与试验结果对比分析可知数值模拟与试验数据误差在3%左右,数值模拟方法是准确可靠的,优化后的水力模型效率达到83.6%,超过节能标准2.1%;在充分考虑叶轮前后腔的流场载荷基础上,将全流场CFD计算结果施加到固体结构上,对转子系统进行了动力特性分析及模态分析,结果表明二阶临界转速远大于实际运转速度,故转子系统运转是安全可靠的。 展开更多

关键词 离心泵 水力设计 全流场 流固耦合 试验研究

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