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离心泵边界层网格的实现及应用评价
  • ISSN号:1002-6819
  • 期刊名称:农业工程学报
  • 时间:0
  • 页码:67-72+293
  • 分类:TH311[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:[1]江苏大学流体机械工程技术研究中心,镇江212013
  • 相关基金:国家杰出青年科学基金(50825902); 江苏省创新学者攀登项目(BK2009006); 江苏省研究生创新计划项目(CXZZ11_0564); 江苏高校优势学科建设工程资助项目
  • 相关项目:离心泵基础理论和节能关键技术研究
中文摘要:

为了定量研究网格质量对离心泵数值模拟计算精度的影响,以结构化网格为例,从网格数量、近壁区网格加密和网格拓扑块生成方法3个方面系统研究了离心泵边界层网格的构建和应用评价过程。在网格数量无关性分析的基础上,生成了3套不同质量的边界层网格,并分别采用标准k-ε模型、RNGk-ε模型、标准k-ω模型和SSTk-ω模型模拟了比转速为103的单级单吸离心泵的内外特性。将数值模拟结果和试验结果对比,发现具有边界层网格的模拟结果与试验值更为吻合,设计工况下,粗边界层网格基于标准k-ε模型的扬程预测精度比无边界层网格的模拟结果提高了1.19%。评估了边界层网格质量与湍流模型的关系,发现湍流模型的选择和边界层网格的质量密切相关,网格节点到壁面的最近距离Y+在200左右基本能满足k-ε湍流模型对近壁区网格质量要求,而选用k-ω模型时,至少保证Y+≤100。

英文摘要:

To investigate effects of grid quality on the calculation accuracy for flow field simulation in centrifugal pumps, taking structured grid as research objects, the near-wall mesh of centrifugal pumps were constructed and evaluated in three aspects from the number of gird, subdivision of near-wall mesh and blocking strategies. Based on the grid independence analysis, the standard k-e model, RNG k-e model, standard k-co model and SST k-co model were used to simulate the flows in the centrifugal pump with ns=103 respectively. Compared to the measured values, the prediction accuracy of numerical results obtained by coarse grid and fine grid were higher than the grid without near-wall mesh. The results showed that when near-wall mesh was added, the prediction accuracy of the pump head increased by 1.19%. The relationship between the near-wall mesh and the turbulence models were also analyzed to find a reliable and feasibility numerical method for the centrifugal pump. To accommodate the use of k-e model based scalable wall function, grid near-wall points were established at locations yielding dimensionless, grid wall spacing of Y+〈200 was appropriate, while Y+≤ 100 was a must for the k-ω model with automatic wall function.

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期刊论文 129 会议论文 36 获奖 7 专利 28 著作 2
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期刊信息
  • 《农业工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国农业工程学会
  • 主编:朱明
  • 地址:北京朝阳区麦子店街41号
  • 邮编:100125
  • 邮箱:tcsae@tcsae.org
  • 电话:010-59197076 59197077 59197078
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-6819
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2047/S
  • 邮发代号:18-57
  • 获奖情况:
  • 百种中国杰出学术期刊,中国精品科技期刊,中国科协精品科技期刊工程项目期刊,RCCSE中国权威学术期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国食品科技文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:93231