为探究双作用液环压缩机壳体型线对其内流场及性能的影响机理,采用DFFD参数化方法对多级双作用液环压缩机椭圆形壳体型线进行响应面优化分析,并结合NSGA-II多目标优化方法对吸排气区壳体型线进行协同优化。采用VOF多相流模型对该液环压缩机全流域进行非定常计算,双作用液环泵内相态场、压力场基本呈径向对称分布,吸排气区域及叶轮壳体内流场与单作用液环泵分布规律基本一致,随着级数增大液环内的气相区域逐渐减小。响应面结果表明吸气量的大小主要取决于吸气口始端和末端的壳体型线,当RA值趋于0水平,RB处于低水平时,吸气量趋于最大值。轴功率主要受吸、排气口始端位置壳体型线影响,RA,RC值越小,轴功率越小。效率的大小主要取决于吸气口始端和末端的壳体型线,且RA值越大,RB值越小,效率越高。在额定出口压比条件下,以吸气量和效率作为优...

为研究渣浆泵开式叶轮轴向间隙流动结构及泵体动态磨损特性,采用RNGκ-ε湍流模型和离散相模型,对开式叶轮渣浆泵内非定常固液两相流动进行数值模拟,分析了叶轮轴向间隙泄漏流及其与主流的相互干扰作用;建立了渣浆泵泵体动态磨损模型,由UDF函数实现对泵体壁面磨损过程的动态模拟,运用动网格技术实现间隙网格运动区域的动态更新,分析了泵体的动态磨损特性及泵体表面粗糙度对其磨损特性的影响;通过引入时间系数法来实现对实际时间周期内的磨损量预测,根据该模型的实际运行周期内的磨损量对不同时间系数的预测模型进行非线性修正,建立了基于时间系数法的磨损预测模型,算例计算结果验证了预测模型的可靠性,该研究为渣浆泵泵体的磨损寿命的预测提供了一个可行的方案。

为分析介质黏度对旋涡泵不同工况下的内流场及外特性的影响,由数值模拟方法分别对不同介质黏度和不同流量工况下的旋涡泵内流场结构及其外特性进行对比分析。分析结果表明:叶轮及侧流道内流动沿叶轮旋转方向从泵的进口至出口逐渐趋于稳定,各纵向截面上存在明显的纵向旋涡和径向旋涡,随着流量的增大,叶轮及侧流道内的纵向旋涡及径向旋涡强度逐渐减弱,叶轮做功能力逐渐降低,泵的扬程逐渐下降,叶轮内湍动能耗散及叶轮内的涡量分布均随着流量

对液环泵壳体型线进行优化分析,提出了基于直接自由曲面变形(DFFD)方法的液环泵壳体型线的响应面优化方法.采用DFFD方法对液环泵壳体型线进行精确的参数化控制,在控制变量空间进行了试验设计,采用VOF模型对液环泵内的气液两相流动进行数值模拟,对液环泵壳体型线进行响应面优化分析,建立了液环泵壳体型线与其进口真空度及效率之间的响应关系,实现了对液环泵进口真空度及效率的优化.算例优化结果表明壳体型线对液环泵水力性能有较大的影响,在一定范围内可实现泵效率及进口真空度的提高;具有较大吸气区面积扩散比的壳体型线所对应的液环泵具有较高的进口真空度,而泵的效率随该面积比的变化规律正好相反;在试验设计变量空间,泵的效率随其进口真空度的增大近似呈线性下降趋势.

对JET750G1型射流式离心泵内场噪声进行数值计算及试验,分析该泵过流部件诱发的流动噪声和流激噪声特性。采用大涡模拟法进行不同工况的非定常数值计算,输出各过流部件表面的压力脉动作为偶极子声源。运用声学有限元方法预测流动噪声;运用声学有限元耦合结构有限元方法预测流激噪声。搭建射流式离心泵内场噪声测试系统,用水听器对泵出口的流体动力噪声进行测试,获得噪声的时域和频域信息。分析结果表明：噪声在轴频和叶频处计算和试验测试误差在4%以内;叶轮和导叶的动静干涉以及流体和结构的共振均是诱发射流式离心泵内场噪声的重要因素,过流部件自身的结构特性对内场噪声有一定影响;流动噪声整体大于流激噪声,表明内场噪声主要由流体的压力脉动特性决定;叶轮旋转偶极子声源诱发的内场噪声在轴频（47.5 Hz）处达到180 d B左右,在射...

针对传统离心泵水力性能优化设计的复杂性,提出采用本征正交分解径向基函数(PODRBF)混合代理模型方法对离心泵叶轮内流场进行重构分析。由三次Bezier曲线对低比转数离心泵二维叶片型线进行参数化控制,通过对叶片包角、进出口安放角等控制参数进行适量的扰动得到叶片型线的样本集。由叶片型线参数及叶轮CFD内流场数据构成样本的快照矢量集,根据几何相似及网格变形方法插值得到各相似节点的流场参数,依据本征正交分解法(POD)将快照集分解为一系列正交基的线性组合。由径向基函数(RBF)拟合目标叶型所对应的正交基系数,实现了对目标叶轮内流场的重构。采用POD-RBF方法对MH48-12.5型低比转数离心泵叶轮内流场进行了重构,其压力预测均方根误差为0.84%,速度预测误差基本在0.5m/s以内,流场预测所需时间约为CFD计算的1/240。对样本集进行POD基模态分析,得...

采用欧拉气液两相流动模型对液环真空泵内部三维非稳态气液两相流动进行数值模拟，通过数值模拟研究叶轮与壳体间的径向间隙及叶片型线对液环泵性能的影响，分析了液环泵内液相能量转换的规律，分析了前弯、后弯及直叶片不同叶片型线液环泵性能曲线，分析了叶轮径向间隙对液环泵性能的影响。数值模拟结果表明后弯叶片、径向直叶片和前弯叶片下液环泵的极限真空度和最大流量依次递增；随着叶轮径向间隙的减小，液环泵的极限真空度和最大流量逐渐增大。为液环泵的性能优化研究提供了理论依据。