基于流固耦合方法的離心泵結(jié)構(gòu)特性研究.pdf

1、離心泵是國民經(jīng)濟(jì)部門中應(yīng)用極為廣泛的一種通用水力機(jī)械，在農(nóng)田排灌、石油化工、城市給排水和船舶工業(yè)等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。葉輪是離心泵的關(guān)鍵過流部件，其復(fù)雜的內(nèi)部流動(dòng)與葉輪結(jié)構(gòu)之間存在著相互作用，這種相互作用對葉輪的結(jié)構(gòu)特性影響顯著，容易造成葉輪的破壞。因而，離心泵的流體動(dòng)力和結(jié)構(gòu)力學(xué)性能對其運(yùn)行安全性和可靠性起著至關(guān)重要的影響。針對離心泵運(yùn)行的安全性和可靠性問題，采用流固耦合方法，對離心泵進(jìn)行結(jié)構(gòu)特性研究，對于改善離心泵的運(yùn)行特性，保證

2、運(yùn)行的可靠性以及離心泵的進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　本文通過離心泵內(nèi)流場數(shù)值模擬和葉輪結(jié)構(gòu)特性分析，研究葉輪內(nèi)流場與結(jié)構(gòu)之間的流固耦合作用，探索葉輪在流固耦合作用下的結(jié)構(gòu)力學(xué)特性。論文的主要研究內(nèi)容和特色如下：
　?。?）采用高級(jí)三維建模軟件UG對離心泵全流道和葉輪實(shí)體進(jìn)行了三維造型；利用GAMBIT軟件完成離心泵全流道流體網(wǎng)格，采用ANSYS的網(wǎng)格劃分平臺(tái)完成葉輪的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。
　?。?）基于FL

3、UENT軟件，采用標(biāo)準(zhǔn)e-k湍流模型對離心泵全流道在設(shè)計(jì)流量工況和非設(shè)計(jì)流量工況下進(jìn)行了三維定常湍流數(shù)值模擬，獲得了各工況下離心泵全流場的速度、壓力分布情況，探索了離心泵內(nèi)部的流動(dòng)規(guī)律，分析研究了流量對離心泵內(nèi)流場的影響，為后續(xù)的葉輪結(jié)構(gòu)特性研究奠定了基礎(chǔ)。
　?。?）基于ANSYSWorkbench平臺(tái)，采用流固耦合方法，對離心泵葉輪進(jìn)行了結(jié)構(gòu)靜力分析。在設(shè)計(jì)工況下，討論了不同載荷對葉輪應(yīng)力及變形的影響；針對不同流量工況，研究了