为了揭示不同湍流模型对超厚叶片潜水排污泵流动特性及噪声的影响,以1台超厚叶片低比转数潜水排污泵为模型,基于CFD理论与Lighthill声比拟理论,对潜水排污泵的流场和声场进行数值模拟,并对不同工况下(0.6 QN,0.8 QN,1.0 QN,1.2 QN,1.4 QN)潜水排污泵的内部压力分布特性进行分析,同时探讨了内声场和外声场的噪声产生原因及分布传播特性.数值模拟结果表明,采用SST模型得到的性能曲线最接近试验结果;当叶轮从时刻a旋转到时刻d时,隔舌附近的高压区增大;隔舌处压力脉动最剧烈,这说明隔舌处是主要噪声源;在最优工况附近噪声较小,偏离最优工况处噪声较大;噪声极大值均出现在30°-75°内,极小值在225°-250°内.

为了确保江都四站轴流泵机组的安全稳定运行,采用三个高频振动加速度传感器对装置模型不同工况下的振动信号进行了采集,并运用加速度有效值对测量结果进行了分析。试验结果表明,在轴流泵转轮-4°、-2°、0°、＋2°和＋4°叶片角下,泵段振动测量位置为x、y、z三个方向的振动强度都随扬程的增高而逐渐增强。在扬程高于7.0m的工况下,振动强度随扬程的变化明显,振动幅度急剧提高。在相同的扬程工况下,三个方向的振动加速度有效值在不同的叶片角下变化幅度较小。在叶片角为-2°、最高扬程为8.8m时,x、y、z方向的加速度有效值分别为0.574、0.761和0.539m/s2,装置模型振动较强,但机组没有出现不稳定现象,该结论为江都四站实型机组稳定运行提供了科学依据。

叶轮作为斜流泵的核心关键部件,其安全性和稳定性对泵机组的稳定运行和使用效率有较大影响.本文基于CFX软件,选用标准k-ε模型,采用SIMPLEC算法对斜流泵内部流动进行三维数值模拟.将流场的计算结果作为已知条件导入ANSYS Workbench界面,采用单向流固耦合方法对叶轮耦合系统进行仿真计算.研究结果表明,数值模拟采用的网格类型、湍流模型能够较为准确地计算斜流泵的内部流动特性.叶轮叶片最大应力出现在叶片的中部区域,最大等效应力值为53.24MPa,远小于材料的疲劳极限；最大的变形发生在叶片外缘处,整体变形在许用范围之内；流体作用力是影响叶轮强度的主要因素.

采用雷诺时均Navier-Stokes方程和RNG k-ε双方程湍流模型,基于弹性体结构动力学方程,对轴流泵内部流场和叶轮结构响应进行多工况双向同步耦合求解,研究了流固耦合作用对轴流泵内部流场的影响。结果表明：考虑流固耦合作用后,叶片工作面和背面的压差有所减小,说明叶片性能有所下降;叶片出口处的二次回流现象有所加剧;计算得到的轴流泵水力性能参数更加接近试验值,说明考虑流固耦合后的流场更加接近于真实流场。

为了分析某型号轴流泵叶轮汽蚀状态下汽液两相流特征，本文基于均相流模型、RNGk-ε-流模型与SIM-PLEC算法，分别从外特性和内部流场两方面分析了轴流泵叶轮的空化过程，通过定量分析不同NPSH下轴流泵的扬程下降和空泡分布的对应关系，讨论了不同空化状态下叶轮内部速度场和压力场的分布，寻找出轴流泵空化发生破坏的位置和发展趋势。数值模拟结果表明，空化初生时空泡产生于叶片背面进口轮缘处，随着轴流泵进口压力的不断降低，叶片背面外缘处空泡逐渐向轮毂侧发展，且外缘侧空泡不断向前推进，在装置汽蚀余量NPSH为6．62m时，空泡基本覆盖叶片的背面，此时叶片丧失了部分做功能力，且扬程下降明显。计算模型泵进行了现场运行试验，试验结果表明，数值模拟的空泡分布与实际破坏位置一致，验证了数值计算的准确性，也为解决轴流泵...