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流固耦合作用对螺旋离心泵流场影响的数值分析
  • ISSN号:1000-1298
  • 期刊名称:农业机械学报
  • 时间:2013.2.2
  • 页码:38-42
  • 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:国家自然科学基金资助项目(51009072)、江苏省自然科学基金创新学者攀登项目(BK2009006)和江苏高校优势学科建设工程资助项目
  • 相关项目:带分流叶片离心泵流固耦合诱导振动特性研究
中文摘要:

为研究流固耦合作用对螺旋离心泵内部流场的影响,以ZJ200—25型螺旋离心泵为研究对象,应用计算流体力学软件CFX12.1和有限元软件ANSYS Workbench对螺旋离心泵进行了考虑内部流场和结构相互作用的两场交替联合求解,并以相同的设置对不考虑流固耦合作用的内部流场进行了计算。对比分析两种计算方法得到的流场发现,考虑流固耦合作用后:泵进口处的压力波动加剧,出口压力波动强度降低,进出口波动频率不变,但相位有改变;速度分布满足共同的规律,但在小流量工况下差别最大,同时在叶片与隔舌处于相干位置时,隔舌附近流动也受到明显影响;径向力大小随时间变化规律一致,但波动范围减小;考虑流固耦合作用后叶轮流道内流动更加不对称。

英文摘要:

In order to analyze the effect of fluid-structure interaction (FSI) on flow field in screw centrifugal pump, a Z J200-25 screw type centrifugal pump with double screw blades was chosen as the study subject. The two-way coupling method was established to study the effect of FSI of impeller on flow field in screw centrifugal pump. CFX12.1 and ANSYS Workbench were used to the combined calculation for turbulent flow and structure response of impeller. And the unsteady flow field of the pump was simulated numerically under several operating conditions without effect of FSI. Compared the result of the two calculation methods, it's found that, with the effect of FSI, pressure fluctuations in pump inlet intensified. The dominant frequency of pressure in inlet and outlet do not change but the phase position was different after FSI. The inner velocity distributions satisfy the common characteristic, but the largest differences were appeared under the condition of small flow rate. The flow field near volute tongue was affected by FSI most obviously when blades passing by the tongue. Magnitude of radial trust changing with time has similar regularities, but the fluctuation range with FSI method was reduced. Flow filed in impeller was more dissymmetrical under the effect of fluid-structure interaction. The conclusion obtained in this investigation will provide an essential guide to analyze the inner flow filed and master characteristics of rotor vibration characters and inducing factors of the pressure fluctuation in the screw type centrifugal pump.

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期刊论文 48 会议论文 4 获奖 6 专利 3 著作 1
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期刊信息
  • 《农业机械学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国农业机械学会 中国农业机械化科学研究院
  • 主编:任露泉
  • 地址:北京德胜门外北沙滩一号6号信箱
  • 邮编:100083
  • 邮箱:njxb@caams.org.cn
  • 电话:010-64882610 64867367
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1298
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1964/S
  • 邮发代号:2-363
  • 获奖情况:
  • 荣获中国科协优秀期刊二等奖,1997~2000年连续4年获中国科协择优资金,被列入中国期刊方阵,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 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),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42884