混流式水泵水輪機過渡過程中三維非定常流動研究

第1章緒論

1.1研究背景

1.2瞬態(tài)水力激振流固耦合機理研究現(xiàn)狀

1.2.1流固耦合理論及求解方法

1.2.2離心泵瞬態(tài)水力激振及流同耦合特性

1.3動靜干涉湍流場非定常特性研究現(xiàn)狀

1.4本書主要研究內容

第2章離心泵三維湍流-結構耦合方法相關理論

2.1計算流體動力學理論基礎

2.1.1流體動力學基本方程

2.1.2SSTk-ω湍流模型

2.1.3壁面函數(shù)

2.2固體彈性結構的有限元理論

2.3流固耦合求解的理論依據(jù)

2.3.1ALE描述

2.3.2耦合求解策略

2.3.3數(shù)據(jù)傳遞動力學條件及耦合收斂標準

第3章離心泵轉子系統(tǒng)水力激振試驗研究

3.1試驗系統(tǒng)

3.1.1試驗回路系統(tǒng)

3.1.2測量傳感器及其系統(tǒng)校準

3.1.3數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

3.2試驗方案與步驟

3.3水力激振數(shù)把處理方式

3.4離心泵轉子水力激振試驗結果與分析

3.4.1模型離心泵性能曲線

3.4.2轉子"濕"條件下距離測量結果

3.4.3轉子"干"條件下距離測量結果

3.4.4各轉速及流量工況下轉子瞬態(tài)水力激振結果

3.5本章小結

第4章單葉片離心泵葉輪瞬態(tài)流固耦合數(shù)值計算

4.1計算模型及網格劃分

4.2流固耦合模擬方法及關鍵參數(shù)確定

4.2.1流固耦合計算的邊界及初始條件

4.2.2單向和雙向流固耦合計算實現(xiàn)方法

4.2.3流固耦合交界面數(shù)據(jù)傳遞和映射

4.2.4動靜坐標系下流固耦合振動結果的轉換

4.2.5耦合計算過程中的阻尼系數(shù)

4.2.6耦合計算過程中的網格剛度

4.2.7松弛因子和收斂目標

4.3模態(tài)理論及其結果分析

4.3.1模態(tài)理論

4.3.2單葉片葉輪模態(tài)求解結果與分析

4.4徑向水力激振力求解結果與分析

4.5瞬態(tài)流固耦合振動位移計算結果與分析

4.6流固耦合作用對非定常壓力場影響的對比分析

4.7基于雙向耦合的單葉片離心泵葉輪動應力分析

4.8本章小結

第5章單葉片離心泵內部流動非定常強度分析

5.1離心泵內部流動非定常強度定義方法

5.1.1壓力脈動強度系數(shù)

5.1.2速度非定常強度系數(shù)和湍流強度系數(shù)

5.2單葉片離心泵內部壓力脈動試驗研究

5.2.1瞬態(tài)壓力傳感器測量系統(tǒng)及校準

5.2.2試驗測量結果與數(shù)值計算的對比

5.3額定轉速下內部流動非定常強度結果及分析

5.3.1壓力脈動強度分布及分析

5.3.2速度非定常強度及湍流強度分布及分析

5.4低轉速運行工況下內部流動非定常強度分析

5.4.1壓力脈動強度分布及分析

5.4.2速度非定常強度及湍流強度分布及分析

5.5本章小結

第6章普通離心泵流固耦合數(shù)值模擬及流動非定常強度分析

6.1計算模型及網格劃分

6.2蝸殼式普通離心泵流固耦合數(shù)值模擬

6.2.1瞬態(tài)雙向流固耦合數(shù)值模擬的參數(shù)條件

6.2.2離心泵葉輪模態(tài)分析

6.2.3離心泵葉輪瞬態(tài)雙向耦合計算結果及分析

6.3蝸殼式普通離心泵內部流動非定常強度分析

6.3.1離心泵內部流動三維空間上非定常強度定義

6.3.2離心泵內部壓力脈動強度特性分析

6.3.3離心泵內部流動三維非定常強度分析

6.4本章小結

第7章總結與展望

7.1研究總結

7.2研究展望

參考文獻