离心叶轮设计及非设计工况湍流RANS模拟的验证和确认  被引量:5

Validation and verification study of RANS simulation in centrifugal pump impeller:Design and off-design condition

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作  者:张伟[1] 马峥[2] 余运超[1] 陈红勋[1] 

机构地区:[1]上海大学上海市应用数学与数学研究所,上海20072 [2]中国船舶科学研究中心,无锡214082

出  处:《水动力学研究与进展(A辑)》2011年第1期73-84,共12页Chinese Journal of Hydrodynamics

基  金:上海大学博士生创新基金(A.16-0401-08-006);上海市重点学科建设资助项目(Y0103)

摘  要:此文使用ANSYS CFX 11.0软件,采用RANS框架下的多种湍流模型对设计和非设计工况下离心叶轮内部流动进行了数值模拟。对数值模拟结果进行了如下分析:(1)与PIV试验及大涡模拟(LES)所得的流动图案进行对比。(2)对不同网格下计算得到的断面流动参数轮廓进行分析。(3)使用通用理查德森外推法,针对标准k-ε模型,在设计及非设计工况下,对离心叶轮设计及非设计工况扬程及轴功率的预测结果进行了验证和确认。研究结果表明标准k-ε模型能够较好地在设计工况下预测离心叶轮内部流动结构,并能准确有效地预测外特性,然而在非设计工况时由于模型误差导致计算结果较差。With some turbulence models of RANS in ANSYS CFX 11.0,numerical simulations are taken for turbulent flow inside a centrifugal pump impeller running at design and off-design condition.The following analysis has been carried out:(1) The results of flow pattern are compared with PIV measurements and the results of LES.(2)This of standard k-ε model are chosen to study the influence of mesh size on the velocity profile.(3)By using the generalized Richardson extrapolation,the numerical results of predicted head and shaft power are validated and verified at design condition and off-design condition. Based on above,the conclusion can be made that standard k-ε model is a suitable model for flow prediction in design condition of a centrifugal pump,but not suitable for off-design condition and may cause worse results due to modeling error.

关 键 词:验证 确认 离心叶轮 非设计工况 

分 类 号:O242.1[理学—计算数学]

 

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