基于CFD的轴流泵三维湍流数值模拟.pdfVIP

2012年第40卷第 11期 流 体 机 械 33 文章编号 ： 1005—0329(2012)11—0033—04 基于 CFD的轴流泵三维湍流数值模拟 冯 俊 ，郑 源 (河海大学 ，江苏南京 211100) 摘 要： 为更深入研究轴流泵数值模拟的真实性与准确性及获得其内流场特性 ，结合南水北调东线工程某泵站模型试 验数据，采用计算流体动力学软件Fluent，在多重参考系坐标下，基于Navier—Stokes方程组利用有限体积法进行了数值 离散 ，分别选用 s—A湍流模型以及RNGK一￡湍流模型，以SIMPLEC方法对模型泵进行了数值模拟。将模拟结果在外 特性上与试验数据进行了比较，选择计算结果与试验更接近的S—A湍流模型和0压力进口条件。通过观察流道内流态 特性 ，并对计算结果进行研究，阐述了叶片上压力分布与流量之间的关系，分析了导叶的存在对流道内流态的影响。结 果表明，由s—A湍流模型得到的数值模拟结果与试验十分吻合 ，平均效率误差小于3．72％；当进口压力值为0时，数值 模拟效果好。由此证明了s—A湍流模型和0压力进 口条件在轴流泵数值模拟上的优越性 ，该方案可以帮助深入研究分 析轴流泵性能，也为轴流泵的设计提供了一种参考方案。 关键词：轴流泵；数值模拟；内部流场；性能预测；试验 中图分类号：TH312 文献标识码 ：A doi：10．3969／j．issn．1005—0329．2012．11．008 Three--dimensionalViscousNumericalSimulationofAxial-·flow PumpBasedonCFD FENGJun，ZHENG Yuan (HoHaiUniversity，Nanjing211100，China) Abstract： Forfurtherresearchingon numerical simulation authenticityandaccuracyofaxial—pump，bothwith itsflow field characteristics，combinedwithamodelpumpdatainSouth—Northwatertransfereastprojeet，themodelpumpwerenumerically simulatedbyusingCFD softwareFluent．Underthemulti—referenceframe，bothandRNG turbulencemodelwithSIMPLEC algo- rithm werechosen，theReynoldsaveragedN—Sequationwasdispersedbythefinitevolumemethod．Thecomparisonsofexternal characteristicsinsimulationresultsandexperimentresultsshow thattheturbulencemodeland0pressureinletconditionaresuit forcontinuoussimulation．Byobservingintemalflow characteristicsandresearchingoncomputationresults，hterelationshipbe- tweenpressuredistributionandflow rateweredescribed，theinfluenceoninternalflow byguidebladewerealsonaalyzed．Itcan beconcludedthatmodelisbetterthanRNGmodel，theaverageefficiencyerrorofmodelislessthan3．72％．Whentheinlet pressureis0，thenumericalsimulationwithmodelisprovedtobethebest．Thismethodshoweditsadvantagesinxaial-pu