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轴流泵叶顶泄漏涡及其空化的数值模拟与可视化试验

发布时间:2017-12-31 18:21

  本文关键词:轴流泵叶顶泄漏涡及其空化的数值模拟与可视化试验 出处:《水动力学研究与进展(A辑)》2017年05期  论文类型:期刊论文


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【摘要】:为了研究叶顶泄漏涡的三维结构及其空化特性,该文以某一轴流泵模型为研究对象,利用修正的滤波器模型(Modified Filter-based Model,MFBM)对轴流泵叶顶间隙流动进行数值模拟,并与试验进行对比。结果表明修正后的湍流模型可以很好地预测泵的水力性能和空化性能。该文通过轴向速度和湍动能分布,详细地解释了不同工况下叶顶间隙内的流场结构。利用最小张量法则,可以判别叶顶区的空化初生现象,且结果与利用最大旋涡准则预测的涡心涡量和压力分布相一致。通过叶顶区的三维涡量分布,揭示了叶顶泄漏涡的三维卷吸过程,表明了叶顶泄漏涡的空间结构。利用数值模拟和可视化试验,说明了叶顶空化涡的类型及其演变过程,尤其是叶片出口处几乎垂直于叶片吸力面的大尺度空化云结构,其初生机理及其诱导的流动失稳等现象将是今后研究的重点。
[Abstract]:In order to study the three-dimensional structure and cavitation characteristics of tip leakage vortex, this paper takes a axial flow pump model as the research object, using the modified filter model (Modified Filter-based Model, MFBM) of axial flow pump blade tip clearance flow numerical simulation and test were compared. The results show that the modified turbulence model can well predict the pump hydraulic performance and cavitation performance. The axial velocity and turbulent kinetic energy distribution, explained in detail the flow structure under different conditions of tip clearance. Using the minimum tensor rule, cavitation phenomenon can distinguish the tip region, and the results are consistent with the maximum vortex prediction criterion the amount of pressure distribution and vortex. The three-dimensional vorticity distribution through the tip area, reveals the tip leakage vortex of the three-dimensional volume absorption process, shows that the spatial structure of tip leakage vortex. By numerical simulation and visual test It shows that the type and evolution process of cavitation vortex at blade tip, especially the large scale cavitation cloud structure almost perpendicular to the suction surface of blade outlet, and its primary mechanism and induced flow instability will be the focus of future research.

【作者单位】: 江苏大学流体机械工程技术研究中心;
【基金】:国家自然科学基金(51479083、51579118) 江苏省产学研前瞻性研究项目(BY2015064-08) 江苏省“333”工程和“六大人才高峰”培养对象资助项目(HYGC-008)~~
【分类号】:TH312
【正文快照】: 引言轴流泵在南水北调工程、大中型泵站、船舶喷水推进和潜艇发射装置等国防装备中具有广泛的应用。为了避免摩擦和满足运行需求,轴流泵轮缘与叶轮室之间不可避免地存在一定的间隙。由于叶片压力面(PS)和吸力面(SS)之间的压差,产生了与来流方向相反的叶顶间隙流。叶顶间隙流会

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本文编号:1360923

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