国家自然科学基金(51206063)
- 作品数：8 被引量：44H指数：4
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- 相关机构：江苏大学埃因霍温理工大学上海船舶设备研究所更多>>
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- 相关领域：机械工程水利工程更多>>
- 791翼型非定常空化流动数值计算研究被引量：6
- 2015年
- 采用DES湍流模型对791翼型在2°攻角及雷诺数为2.1×105的来流条件下,空化初生以及片状空化阶段三维非定常流动的结构进行了数值模拟,初步揭示了其流动特征。在空化初生阶段,空化初生的起始位置位于翼型最大厚度处,且展向外缘处的小空泡脱落呈周期性变化。片状空化空穴U型结构演变阶段,其空穴长度演变呈现出回缩-生长-回缩的明显特征。片状空化空泡脱落时,在指向翼型前缘发展的回射流和指向翼型展向中间截面的侧向射流相互耦合下,U型结构的两侧中部部分空泡开始脱离主体,向中间截面流动。U型结构两侧上的回射流是导致U型空穴回缩的主要原因。
- 杨敏官倪丹李忠高波
- 关键词：空化流动
- 轴流泵叶轮导水锥型式对叶轮水力性能的影响被引量：1
- 2015年
- 为探究轴流泵叶轮导水锥的设计方法,揭示导水锥流场的内部流动特性以及不同型式导水锥流场与叶轮流场之间的相互影响关系,并对导水锥头部圆整问题进行初步探索,该文基于三维不可压缩流体的雷诺平均N-S方程和k-ε湍流模型,采用6种型式的导水锥,利用Fluent软件对各型导水锥流场及其叶轮流场进行三维流场计算。结果表明：出口流场均匀性最好的维多辛斯基式导水锥的叶轮水力效率最高,而出口流场均匀性最差的直锥式导水锥叶轮水利效率最低。叶轮对水流的预旋作用对导水锥流道出口断面轴向速度分布均匀度影响较大,而对速度加权平均偏流角和水力损失的影响很小。同时,水流预旋对导水锥出口流场的轴向速度影响较大,切向速度影响较小。导水锥流场液流越近叶轮,其受叶轮旋转的影响越大。适当增加导水锥的长度可提高叶轮水力效率,但导水锥长度过长会导致水力损失增加,建议导水锥长度最佳取值范围为叶轮外径的0.5-0.7倍。导水锥头部的圆整,可有效消除因尖锐头部造成的逆压梯度,从而减少流场的不稳定性。随导水锥头部圆整长度的增加,导水锥的水力损失降低,叶轮水力效率升高。建议导水锥头部圆整位置距导水锥头部应为导水锥长度的1/8-1/7倍。研究可为高效轴流泵水力模型设计提供参考。
- 孟宇杨敏官李忠高波倪丹
- 关键词：叶轮水力性能
- 轴流泵叶轮导水锥型式设计及其流道水力特性模拟被引量：10
- 2015年
- 为探究轴流泵叶轮导水锥的设计方法，揭示导水锥流场的内部流动特性。基于三维不可压缩流体的雷诺平均N-S方程和k-ε湍流模型，结合典型的收缩曲线，设计了维多辛斯基式、五次方曲线式、双三次方曲线式等5种导水锥。利用Fluent 软件对各型导水锥进行三维流场计算，分析了导水锥流道的流动特性，归纳了导水锥流场的3个流动部分以及流场轴面的速度分布规律。总结了轴向速度分布均匀度、加权平均偏流角随导水锥收缩型面的变化规律。分析各型导水锥水力损失发现：不同型式导水锥水力损失不同，直锥式导水锥损失略小，其他型式的导水锥水力损失相近。对流场均匀性相比较得出：在导水锥流场急剧收缩的断面上，轴向速度分布均匀度降低，速度加权平均偏流角和径向速度梯度增大。导水锥出口段收缩越平缓，整流能力越出色。综合考虑轴向速度均匀度和速度偏流角等指标，维多辛斯基式导水锥的整流能力最优，出口流场均匀性较好。当导水锥长度为叶轮外径的0.25～0.8倍时，导水锥长度增加，水力损失减小，导水锥出口流场品质提升。结合工程实际应用，给出导水锥长度最优取值范围为叶轮外径的0.5～0.6倍。
- 杨敏官孟宇李忠高波倪丹
- 关键词：叶轮水力性能
- 变工况下轴流泵装置振动特性实验研究被引量：16
- 2013年
- 对不同工况下轴流模型泵装置各主要测点处的振动加速度信号进行动态测量和分析,获得了特定频域范围内振动加速度均方根值随流量的变化规律。实验结果表明:10～8000 Hz频域范围内振动加速度均方根值随流量的变化趋势和泵扬程随流量的变化趋势基本一致,运行工况从大流量降至小流量的过程中其装置振动水平可分为低水平区、快速增长区及高水平区;10～350 Hz频域范围内低水平区中振动最低点对应的流量和泵最优工况流量基本一致。研究结果为轴流泵多工况下的稳定运行及最优工况判定提供了一定的理论和技术基础。
- 李忠杨敏官张宁高波
- 关键词：轴流泵振动加速度均方根值变工况
- 翼型空化绕流特征和流激特性的关联分析被引量：3
- 2015年
- 基于DES湍流模型和Schnerr-Sauer空化模型对空化初生和片状空化阶段791翼型非定常绕流进行了数值模拟,着重分析了不同空化阶段翼型绕流的流动特征、压力脉动特性及两者间的关联关系。研究表明:翼型表面空穴的非稳态演变与翼型动力特性变化相互映射;在空化初生阶段,主空穴的周期性变化和翼型展向外缘处空泡团的周期性脱落是此阶段流激振动的主要激励;在片状空化阶段,主空穴和U型空穴结构的周期性变化是此阶段的主要激励;空泡脱落处的压力脉动幅值远大于无空穴区域和空穴发生区域。研究结论为翼型空化绕流诱发振动机理研究的深入提供了一定的参考.
- 李忠倪丹杨敏官
- 关键词：空化流动压力脉动
- 侧壁式压水室离心泵空化特征数值计算
- 2015年
- 基于CFD方法,采用混合两相模型、标准κ-ε方程和sighal发展的全空化模型,对具有特殊结构形式的侧壁式压水室离心泵空化特征进行数值计算。预测了泵在未发生空化和空化条件下的能量性能,并且分析了设计流量下叶片表面和流道内的空泡分布情况。结果表明:在大流量工况下,泵的必需汽蚀余量大,容易产生空化现象。随着泵进口压力的降低,空泡最先出现在泵叶片背面靠近进口边附近;当进口压力进一步降低时,空泡区域开始快速增加,向叶片出口延伸,泵的扬程开始大幅下降。进口压力继续降低时,叶片工作面开始出现空泡,叶轮周向流道内开始充满空泡,此时泵的扬程急剧下降,泵的稳定运行工况被破坏。不同汽蚀余量下,叶频处压力幅值变化明显,在临界汽蚀点处几乎达到极小值。
- 张宁杨敏官高波李忠陆胜
- 关键词：离心泵空化
- 离心泵侧壁式压水室的模态计算分析被引量：6
- 2013年
- 基于有限元分析软件ANSYS对一种具有特殊结构形式的离心泵压水室进行了模态计算分析,获得了无预应力和有预应力两种状态下压水室的前6阶固有频率和模态振型。分析结果表明:侧壁式压水室的各阶固有频率均远离主要激励频率,可有效避免共振的发生;压水室的变形主要发生在进口法兰端和扩散段,可相应增加两处的刚度以优化压水室的振动特性;有预应力状态下压水室的各阶固有频率较无预应力状态下出现约1%的增幅,2种状态下压水室的变形方式基本一致。分析结果为带有侧壁式压水室离心泵的安全运行和结构优化提供了一定的理论指导。
- 李忠张宁杨敏官高波
- 关键词：离心泵固有频率
- 轴流式冷却循环泵非稳态流激特性数值研究被引量：3
- 2017年
- 轴流式冷却循环泵是舰船动力系统中的关键设备之一,泵内非稳态流动诱发的压力脉动是影响泵振动水平的主要水力因素。运用特定设计方法对某比转速为471的循环泵进行了设计并通过实验测量进行了性能验证。基于非定常数值计算,获得了不同工况下循环泵多个截面上压力脉动系数的变化规律。研究表明:叶轮进口压力脉动系数沿径向呈递增趋势,轮缘处流体激励能量最大且主要集中于叶频;叶轮出口压力脉动系数在轮缘和轮毂处取得极大值,主要激励频率为叶频及其高次谐频;导叶出口压力脉动系数沿径向基本一致,主要激励频率为1/5叶频;叶轮出口诱发的叶频压力脉动是决定泵振动水平的主导因素。研究结论为循环泵减振技术的发展提供了一定的理论支撑。
- 李忠付立志顾海飞龚卫锋倪丹
- 关键词：压力脉动
