对90年代以来离心式叶轮内部流动数值计算方法进行了综述，包括控制方程及其简化、湍流模型、计算技术以及CFD商业软件的应用。阐述了国内外学者在这些方面的研究进展，并对离心式叶轮内部流动数值模拟的发展进行了展望。

介绍了叶轮机械内部流场数值模拟的发展历史,并分别介绍了无粘性流、准粘性流、完全粘性流三个模拟阶段中各种数值模拟方法的原理、特点及应用.对今后叶轮机械内流数值模拟在湍流模式、优化设计、计算网络产生和并行处理等方面的发展作了展望.

磨损是高炉喷煤管道的主要损伤形式.煤粉介质在管道内部流动,其运动形式非常复杂,在直管段和弯管段的流动工况亦有所不同.压缩空气和煤粉混合物以高速冲刷管壁,同时产生冲击、疲劳和微切削等多种形式的磨损,使管壁材料逐渐分离和损耗[1].严重的局部磨损很容易在较短时间内迅速发展成为泄漏点,影响管道的正常使用,因此应检测此类喷煤管道管壁磨损减薄状况.

为提高渣浆泵密封性能及其使用寿命,设计了后吸式结构。基于ANSYS CFX,对不同工况下后吸式渣浆泵及传统渣浆泵的密封性能及内部流动进行了对比,结果表明:后吸式渣浆泵轴封处压力受泵运行工况及叶轮内部流动影响较小,且压力脉动幅值低;两种方案中,叶轮内部水体流动情况基本相同,额定工况下,两者外特性相差不大;大流量工况下,由于三通进口内的冲击损失及回流,后吸式渣浆泵扬程及效率明显低于传统渣浆泵,但其密封效果好,使用寿命长,故在外特性上的损失是可以接受的。通过对两台渣浆泵进行外特性试验,验证了数值计算结果的准确性,以期为渣浆泵的设计提供依据。

为满足南水北调东线工程对大量优秀的高比转速轴流泵的需求，采用不同于传统升力法和圆弧法的流线法设计了系列轴流泵水力模型，提出了从轮缘到轮毂线性修正的叶轮叶片环量分布规律，冲角按轮毂到轮缘增加的方式选择，取值范围为0°～3°，比转速越大，冲角取值越小．采用标准k-ε紊流模型和SIMPLEC算法计算了轴流泵水力模型三维定常流场，数值计算结果表明，数值模拟的性能曲线与同台测试的性能曲线基本吻合，叶轮轮缘的参数是水力模型高效率的关键，该系列模型实现了更高的效率和更宽的高效区特性，在南水北调东线一期工程4座泵站中得到应用。

为了分析旋流泵内固液流动特性,采用Eulerian多相流模型,扩展的标准κ-ε湍流方程与SIMPLEC算法,应用流体动力学软件FLUENT对旋流泵叶轮内固液两相湍流进行了数值模拟。分析了多种粒径及浓度条件下的固相体积浓度分布规律。在旋流泵叶轮固液两相流动中,固体颗粒还是主要集中于叶轮工作面,因而会加剧叶轮工作面磨损破坏速度。数值结果表明,泥沙颗粒直径变大以及泥沙浓度的加大都会使旋流泵扬程和效率下降,其中浓度的变化对扬程和效率的影响更明显。

为探讨双吸双流道泵的内部流动规律,本文基于CFD性能预测方法,计算泵在不同时刻和不同工况下的速度-压力分布,探讨其蜗壳喉部的速度分布和蜗壳内部的压力脉动。研究结果表明：叶轮进口处的流动状态与普通叶轮相差较大,在流道的工作面上存在脱流和旋涡。叶轮流道旋转至隔舌左侧靠近蜗壳出口时,叶轮流道以及蜗壳喉部的速度-压力分布均匀。各监测点为低频振动。此项研究可为进一步优化此类泵提供一定的参考。

以混流式核主泵水力模型为研究对象，基于三维不可压缩流体的N-S方程和RNGk-ε湍流模型，采用流体计算软件ANSYS-Fluent对不同工况下的混流式核主泵水力模型的三维湍流流场进行数值模拟。通过分析不同特征面上的流动状态，构建该泵内的典型时均流谱，为性能优化及内部流动控制提供参考。计算结果表明：高涡量区域主要分布在固体壁面、径向导叶流道以及球型压水室内出液管附近；靠近出液管附近存在旋涡，导致流动损失增加，但随着流量减小，此处的流动情况趋于稳定，旋涡减弱甚至消失；靠近球型压水室出液管段的旋涡及其相近的径向导叶流道内的复杂流动情况与球型压水室出液管的位置有一定关系，因此减小出液管附近的流动损失，对实现混流式核主泵流动控制具有重要意义。