1935年Taylor在风洞实验的均匀气流中通过一排或者多排规则的格栅，测量均匀气流垂直流过格栅时产生不规则扰动。1938年基于Taylor的各向同性理论导出K-H方程。1991年Robinson绘制出湍流边界层的猝发图形。由此可见湍流基础领域研究的复杂性和任务的艰巨性。......
2023-06-26
叶片泵设计泵流动模拟基本介绍
【摘要】：由于较高的转速，离心泵内的流动通常是高度复杂的三维湍流流动。原则上不可压缩N-S方程适用于任何可以近似为连续介质流体的流动场合，包括层、湍流，当然也适用于离心泵内部的流动。由于上述模型本身存在一定的局限性，读者需要通过长期的模拟实践来判断计算结果的合理与否。目前，采用常用的湍流模型和全流场计算可较准确预测额定工况的水泵性能，然而在非设计工况和空化工况，由于流动分离等复杂涡流存在，预测误差仍较大。
由于较高的转速，离心泵内的流动通常是高度复杂的三维湍流流动。原则上不可压缩N-S方程适用于任何可以近似为连续介质流体的流动场合，包括层、湍流，当然也适用于离心泵内部的流动。目前，在湍流的计算机模拟中有下面几种方法：第一种是直接求解基本方程组，简称直接数值模拟（DNS）；第二种是大涡模拟（LES），这种方法能捕获大尺度漩涡，对小漩涡采用模型近似表示；第三种是求解雷诺应力方程（RANS），这方面已经发展出了许多种湍流模式，如k-e模型等。从理论上，准确性由第一种向第三种依次降低，而计算成本也是依次降低的，所以，在具体问题中，应当根据需求来选择适合的方案。综合经济性和精度要求，从科研角度分离涡方法是当前一个较有前景的方法。而对于离心泵的工程模拟，一些经典的模式，如标准k-ε模型、RNGk-ε模型、k-ω模型、RSM模型等都曾获得大量的工程应用。由于上述模型本身存在一定的局限性，读者需要通过长期的模拟实践来判断计算结果的合理与否。
目前，采用常用的湍流模型和全流场计算可较准确预测额定工况的水泵性能，然而在非设计工况和空化工况，由于流动分离等复杂涡流存在，预测误差仍较大。针对泵多方案水力优化设计，CFD在科研单位和一些大中型水泵制造企业也已得到了应用和实践。
有关叶片泵设计数值模拟基础与应用的文章
- 详细阅读
-
叶片泵设计如何创建叶片实体？详细阅读
3）根据图2.1-8所示的叶轮水力轴面投影图，在YOZ平面上建立草图并绘制出叶片轴面投影图，如图2.1-9所示。图2.1-8 叶轮水力轴面投影图图2.1-9 草图中叶片轴面投影图5）在菜单栏中，选择→→，在“求交”对话框中，“目标”选择图2.1-10中的叶片回转体；“工具”选择拉伸的9个叶片，单击，如图2.1-11所示。图2.1-12 叶轮前后盖板轴面图2.1-13 草图中叶轮前后盖板轴面7）按照4）中旋转叶片轴面图的方法旋转叶轮前后盖板，这样就完成圆柱叶片的造型，如图2.1-14所示。......
2023-06-26
-
叶片泵设计流场求解的SIMPLE算法详细阅读
不可压缩流动方程组中没有显式的压力方程，为解决压力求解与速度耦合的问题，Patankar和Spalding提出压力预测-修正方法，称为SIMPLE算法。则修正后的压力和速度计算公式可写为为了求出这些修正量p'、u'和v'，这里假设已经知道压力场的正确值p，将p代入式和式，可以得到速度场的正确值u、v。这时将式减去式，有u-u*=u′；将式减去式，有v-v*=v′。综上，可将SIMPLE算法的求解步骤总结为：1）假设压力初场p*。......
2023-06-26
-
叶片泵设计常用湍流模型优化技巧详细阅读
下面简单介绍几组常用的湍流模型。忽略了平均应变，估计的涡旋黏性系数产生项偏高。在商用CFD中，一般默认常数为C1ε=1.44，C2ε=1.92，C3ε=0.09，湍动能k与耗散率ε的湍流普朗特数分别为σk=1.0，σε=1.3。在上述方程中，Gk表示由于平均速度梯度引起的湍动能产生，Gb表示由于浮力影响引起的湍动能产生，YM表示可压缩湍流脉动膨胀对总的耗散率的影响，C2和C1ε是常数，σk和σε分别是湍动能及其耗散率的湍流普朗特数。......
2023-06-26
-
叶片泵设计数值网格划分工具详细阅读
常用的网格划分工具有ICEM CFD、GridPro、Gridgen等。6）ICEM CFD系统还提供丰富的网格检查工具，便于用户对网格质量进行检查和修改。Gridgen曾是美国工程师和科学家采用的主流网格划分工具。......
2023-06-26
-
叶片泵设计：如何创建叶片实体详细阅读
图2.4-7 导入轴面投影图1.叶片的修剪1）如图2.4-7所示，导入轴面投影图轮廓线，前面章节已经详细介绍，此处不再进行赘述。图2.4-8 叶片回转图2.4-9 修剪体4）重复步骤3）中的操作，此次所选修剪平面为叶片工作面，如图2.4-10所示，左单击，完成修剪。图2.4-10 单个叶片修剪至此，完成了单个叶片实体的生成。图2.4-11 移动对象至此叶片造型完成，要进一步造型还需得到叶轮的零件图，才可以对叶片增加前后盖板。......
2023-06-26
-
叶片泵设计创建叶片独特曲面特征详细阅读
图2.4-1 曲线坐标点的数据文件格式1.创建叶片工作面工作面型线导入前面章节中已经详细讲解了叶片型线坐标的读取与转化，这里不再进行赘述。图2.4-2 用数据文件建立样条曲线图2.4-3 导入工作面型线绘制补充工作面型线对图2.4-3中的工作面型线进行绘制补充。......
2023-06-26
-
模拟设计环境介绍详细阅读
图2.15 ADE的仿真界面下面我们着重介绍一下采用ADE仿真的基本流程。设置工艺库模型在不同的设计时，会采用不同特征尺寸的工艺库。设置方法是，在工具栏上选择Variables→Copy from Cell View，则电路图中的设计变量都自动出现在ADE设计变量框中。图2.17 设置变量窗口设置输出输出控制的是仿真结束后需要用波形或者数值体现出来的结果。......
2023-06-26
相关推荐