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《昆明理工大学》 2005年
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节能离心泵全流道数值模拟及性能预测

王文全  
【摘要】:水泵在众多工业领域中有着广泛的应用,发挥着重要的作用,但与此同时,由于流体设计方面的原因,传统水泵的效率不高,成为相应行业中耗电的“大户”。因此提高泵的效率,降低泵的能耗,改善泵的性能,不仅具有重要的工业价值,而且具有理论意义。 传统的泵的设计方法基于半理论、半经验和试验验证的基础上,即“设计—试制—试验—改进”的设计方法,该方法受研究手段所限不能全面了解泵内部流场分布及流动特点,在设计上存在诸多值得改善的地方。近年来,随着计算流体力学(CFD)的发展及应用,使得通过数值仿真,全面研究离心泵内部流动已经成为可能。 本论文以某新型节能离心泵为研究对象,利用现代非结构网格技术离散泵全流道区域,用κ-ε双方程模型和大涡模拟方法分别对不同工况下的内部流动进行了分析,并对不同叶轮组合情况下泵的性能进行了对比研究。主要研究工作如下: (1) 在查阅大量文献的基础上,综述了计算流体力学在流体物理、网格技术以及计算方法等方面的最新发展及动态,以及CFD在流体机械内部流动数值模拟方面的应用,并对雷诺时均方程、标准κ-ε模型和基于非结构网格的有限体积法和SIMPIEC算法在离心泵流场中的应用进行了全面的总结。 (2) 应用GAMBIT软件,对三维扭曲叶片,叶轮区域、导流槽区域、旋流管区域和进出口区域分别进行了三维几何建模,结合现代非结构网格技术,对流道各区域进行了网格划分,并用非一致网格对接技术,实现了各区域的流动信息交换。通过TGRID软件连接各计算区域,成功建立了具有复杂流道的节能离心泵从进口到出口区域的全流道三维数值计算模型。 (3) 基于标准κ-ε双方程模型、现代非结构网格技术和有限体积离散方法,使用Fluent流体动力学软件,计算了四叶片型式下,12种不同流量工况下的水泵扬程、轴功率和效率,并与试验结果进行对比,吻合较好,从而验证了此次数值建模和计算方法的正确性。同时还分别针对4种不同叶片型式下的叶轮,在6种不同流量工况下分别进行了计算,并
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TH311

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张翔;不锈钢冲压焊接离心泵能量转换特性与设计方法[D];江苏大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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9 倪永燕;离心泵非定常湍流场计算及流体诱导振动研究[D];江苏大学;2008年
10 张金凤;带分流叶片离心泵全流场数值预报和设计方法研究[D];江苏大学;2007年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
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【二级参考文献】
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【相似文献】
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1 张细兵;欧治华;崔占峰;孙先;;基于非结构网格的分蓄洪区水沙演进数学模型研究[J];长江科学院院报;2011年04期
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4 杨明智;袁先旭;周丹;鲁寨军;;强横风下青藏线棚车气动性能研究[J];铁道科学与工程学报;2008年02期
5 刘刚;肖中云;江雄;牟斌;;混合网格方法在栅格翼数值模拟中的应用研究[J];空气动力学学报;2007年02期
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7 潘勇;王江峰;伍贻兆;;非结构网格的高超声速粘性MHD流场数值模拟[J];南京航空航天大学学报;2007年05期
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10 康顺;杜永乐;祁明旭;;三角翼大迎角绕流的数值模拟[J];空气动力学学报;2005年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 黄振宇;;螺旋桨的非定常力计算[A];第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会论文集[C];2009年
2 邓有奇;周乃春;郑鸣;吴晓军;张耀冰;;客/货运输机绕流流场混合网格数值计算研究[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年
3 荆江;代民果;杨国伟;;基于混合网格的复杂外形NS方程数值模拟[A];第十三届全国激波与激波管学术会议论文集[C];2008年
4 林祥;尹宝树;杨德周;;波浪在波流相互作用中对底应力及流速的影响研究[A];第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上册)[C];2009年
5 陈可锋;季小强;李鑫;;海平面上升对江苏沿海潮波影响研究[A];第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上册)[C];2009年
6 杨欣;程文;川端信义;;公路隧道火灾热气流运动规律的研究[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第四卷)[C];2009年
7 裴文兵;;激光驱动惯性约束聚变数值模拟研究进展及其相关的原子物理过程[A];第十五届全国原子与分子物理学术会议论文摘要集[C];2009年
8 张东明;;不可压混合层中一种增强混合的新方法[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
9 金晓林;;电子回旋共振放电的数值模拟[A];第十三届全国等离子体科学技术会议论文集[C];2007年
10 张晓晴;黄小清;汤立群;;泡沫铝填充圆管三点弯曲性能研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 通讯员 朱江 冯明农;风能项目组研讨数值模拟产品共享[N];中国气象报;2010年
2 本报记者 赵亚辉;探寻“大气”的奥秘[N];人民日报;2005年
3 张晓健;二重大型铸锻件数值模拟国家工程实验室获批[N];中国冶金报;2007年
4 向杰 实习生:孙馨;在计算机上模拟大气和海洋运动[N];科技日报;2005年
5 本报记者 吴楠 通讯员 许家帅;数值模拟预测工程效果指导工程建设[N];中国交通报;2008年
6 上海交通大学 潘健生;材料热处理过程的数值模拟[N];科技日报;2002年
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1 孙喜新;济阳坳陷馆陶组构造特征及成藏模式研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2005年
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8 肖金花;波纹管传热强化及其轴向承载能力研究[D];北京化工大学;2006年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王文全;节能离心泵全流道数值模拟及性能预测[D];昆明理工大学;2005年
2 刘光生;非结构网格下河流对近岸水环境影响的数值模拟[D];大连理工大学;2010年
3 张渤涛;复杂形状汽车覆盖件成形过程数值仿真模式的研究[D];山东大学;2005年
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7 李建平;超燃冲压发动机尾喷管设计及性能研究[D];西北工业大学;2006年
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10 李晓娟;土体隧道围岩稳定性分析与研究[D];吉林大学;2006年
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