水泵葉輪是決定水泵性能的關鍵部件,采用全三元黏性正問題計算與反問題設計迭代進行水泵葉輪設計,是目前國際通行的高性能葉輪的設計方法。
全三元黏性正問題計算是應用全三元CFD理論和技術直接求解葉輪內流場參數,其主要特點是(1)采用了全三維粘性流體力學模型;(2)求解控制方程組的離散方法采用了適合工程應用的有限體積法;(3)采用成熟的網格劃分技術和前后數據處理技術,求解出泵內三維粘性流場的速度分布、壓力分布及其它流動特征參數,為反問題設計提供依據。
反問題則是根據實際運行需要流量、揚程、功率和效率等工況參數,以及流動控制邊界條件等要素,設計水泵葉輪和蝸殼等過流部件的幾何尺寸和形狀,從而實現對葉輪內流動特征的控制。
根據上述水泵葉輪研究設計思路,分析研究水泵實際運行工況,對低效率葉輪的葉片形狀、葉片進出口幾何形狀、葉輪前后蓋板幾何形狀做設計改進,達到減小損失、提高效率的效果。
購買了PHOENICS、FLUENT、NUMECA等商用CFD軟件,購置了聯想1800集群式計算機系統,采用“兩類流面”理論編制了葉輪設計軟件,提高了設計水平,縮短了產品開發周期,部分成果已經為企業采用。
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