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离心泵非结构化四面体网格生成及应用研究汇报人：2024-01-18

目录引言离心泵基本原理与数值模拟方法非结构化四面体网格生成技术研究离心泵数值模拟与实验验证非结构化四面体网格在离心泵优化设计中的应用结论与展望

01引言

离心泵作为流体输送设备，在石油、化工、水利等领域具有广泛应用。网格生成是离心泵数值模拟的关键环节，直接影响计算精度和效率。非结构化四面体网格具有灵活性和适应性，能够处理复杂几何形状和流动现象。因此，开展离心泵非结构化四面体网格生成及应用研究具有重要意义。研究背景与意义

国内外研究现状及发展趋势国内外学者在离心泵网格生成方面开展了大量研究，包括结构化网格、非结构化网格和混合网格等。非结构化网格生成技术不断发展，包括Delaunay三角化、前沿推进法、有限体积法等。随着计算机技术和数值方法的不断进步，离心泵数值模拟的精度和效率不断提高。未来发展趋势包括自适应网格技术、高性能计算和人工智能等。

010203研究内容离心泵非结构化四面体网格生成方法、网格质量评价标准、数值模拟方法和实验验证等。研究目的提出高效、准确的离心泵非结构化四面体网格生成方法，为离心泵数值模拟提供可靠的技术支持。研究方法采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的方法，对离心泵非结构化四面体网格生成及应用进行深入研究。研究内容、目的和方法

02离心泵基本原理与数值模拟方法

离心泵通过电机驱动叶轮旋转，使液体在叶轮的作用下产生离心力，从而获得动能和压能，实现液体的输送。离心泵主要由叶轮、泵壳、轴、轴承、密封环等部件组成。其中，叶轮是核心部件，其形状和参数对泵的性能有重要影响。离心泵工作原理及结构特点结构特点工作原理

数值模拟方法常用的数值模拟方法包括有限差分法、有限元法和有限体积法等。在离心泵数值模拟中，有限体积法应用较为广泛。求解器选择针对离心泵数值模拟，可以选择压力基求解器或密度基求解器。其中，压力基求解器适用于不可压缩流动，而密度基求解器适用于可压缩流动。数值模拟方法及求解器选择

网格生成是数值模拟的重要环节，直接影响计算精度和效率。常用的网格生成技术包括结构化网格、非结构化网格和混合网格等。网格生成技术非结构化四面体网格具有灵活性和适应性强的特点，能够很好地处理复杂几何形状和流动问题。在离心泵数值模拟中，非结构化四面体网格被广泛应用。非结构化四面体网格网格生成技术概述

03非结构化四面体网格生成技术研究

03四叉树/八叉树法将计算域递归划分为四个子区域或八个子区域，直到满足网格尺寸要求，适用于结构化网格和非结构化网格的生成。01Delaunay三角化算法基于空外接圆准则，将离散点集剖分为Delaunay三角网格，具有最大化最小角特性，适用于复杂几何形状。02前沿推进法从边界开始，逐步向内部推进生成网格，适用于具有复杂边界条件的流动问题。网格生成算法原理及实现过程

网格质量评价标准包括网格正交性、长宽比、扭曲度、偏斜度等，用于评估网格对计算精度和稳定性的影响。网格质量评价方法采用可视化工具、后处理软件或自定义程序对生成的网格进行质量检查，识别并修复劣质网格。网格质量评价标准与方法

ABDC算法对比比较Delaunay三角化算法、前沿推进法和四叉树/八叉树法在离心泵网格生成中的优缺点。网格质量对比分析不同算法生成的离心泵网格质量，包括正交性、长宽比、扭曲度等指标。计算效率对比评估不同算法在离心泵网格生成中的计算效率，包括计算时间、内存消耗等。应用效果对比对比不同算法生成的离心泵网格在实际应用中的效果，如计算精度、收敛性等。不同算法在离心泵网格生成中的对比研究

04离心泵数值模拟与实验验证

123采用非结构化四面体网格对离心泵进行空间离散，通过网格无关性验证确定合适的网格数量和密度。网格类型与生成根据离心泵内部流动特点，选择合适的湍流模型进行数值模拟，如k-ε模型、k-ω模型等。湍流模型选择根据实际工况和实验条件，设置合理的进口、出口和壁面边界条件，以及相应的初始条件。边界条件设置数值模拟设置与参数选择

实验装置设计设计并搭建符合实验要求的离心泵实验装置，包括进口管道、出口管道、测量仪表等。实验操作过程按照实验方案进行实验操作，记录实验过程中的相关参数和数据，如流量、扬程、功率等。数据处理与分析对实验数据进行处理和分析，提取有用的信息用于后续与数值模拟结果的对比分析。实验装置搭建及实验操作过程

将数值模拟得到的离心泵内部流动特性与实验结果进行对比分析，包括速度分布、压力分布等。流动特性对比将数值模拟得到的离心泵性能参数（如流量、扬程、效率等）与实验结果进行对比分析，评估数值模拟的准确性。性能参数对比针对数值模拟与实验结果之间的差异，分析误差来源，提出改进措施以提高数值模拟的精度和可靠性。误差来源分析数值模拟结果与实验结果对比分析

05非结构化四面