基于CFD的轴流泵三维湍流数值模拟

简介

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RNGκ-ε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。