軸流泵CAD-CFD綜合特性研究.pdf

1、本文針對(duì)目前軸流泵設(shè)計(jì)和分析過(guò)程中存在的主要問(wèn)題，建立了完整的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)系統(tǒng)，并通過(guò)計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)手段，建立了分析和預(yù)測(cè)軸流泵內(nèi)部流場(chǎng)及外特性的基本方法。應(yīng)用實(shí)踐表明，所提出的軸流泵CAD-CFD系統(tǒng)可快速、高效地完成主要過(guò)流部件的2D水力設(shè)計(jì)、3D實(shí)體造型，并可根據(jù)CFD分析結(jié)果快速判斷CAD的設(shè)計(jì)質(zhì)量，從而開(kāi)發(fā)出高性能的水泵產(chǎn)品。本文的主要研究?jī)?nèi)容和取得的主要成果包括：　　采用在CAD中的具有突出優(yōu)勢(shì)的面向

2、對(duì)象技術(shù)，提出了將水力設(shè)計(jì)中內(nèi)部數(shù)據(jù)和方法、外部圖形表示及人機(jī)交互完整封裝的新策略，給出了具體的CAD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖及實(shí)施方案。在此基礎(chǔ)上，研究了基于特征的自動(dòng)和半自動(dòng)建模方法，重點(diǎn)研究了參數(shù)化驅(qū)動(dòng)、特征描述法和自定義特征法的特點(diǎn)并綜合運(yùn)用，給出了葉片和其他部件的建模實(shí)例以及核心代碼，填補(bǔ)了軸流泵三維建模的空白，也為其他流體機(jī)械的建模提供了參考。　　采用多種計(jì)算模式對(duì)軸流泵流場(chǎng)進(jìn)行不同方案的數(shù)值計(jì)算。研究表明：(1)單通道方案具有簡(jiǎn)單快速

3、的特點(diǎn)，而全流道計(jì)算雖然計(jì)算量大，但是預(yù)測(cè)結(jié)果更接近實(shí)驗(yàn)值；(2)計(jì)算區(qū)域的進(jìn)口采用均勻速度進(jìn)口、位置選為泵的進(jìn)口是合適的；(3)計(jì)算區(qū)域的出口條件采用充分發(fā)展流，位置相對(duì)泵的出口延伸約葉輪直徑的10％時(shí)，可取得最佳的計(jì)算結(jié)果；(4)局部加密對(duì)軸流泵的計(jì)算精度有比較重要的影響，在網(wǎng)格總節(jié)點(diǎn)數(shù)基本保持不變的前提下，對(duì)葉片附近進(jìn)行細(xì)密的網(wǎng)格劃分，可明顯提高計(jì)算精度。　　文中還對(duì)軸流泵設(shè)計(jì)有重要影響的流型進(jìn)行了全面的分析和研究，指出現(xiàn)有等環(huán)