[發(fā)明專利]一種離心泵空蝕數(shù)值預(yù)測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710233065.4
• 申請(qǐng)日: 2017-04-11
• 公開（公告）號(hào): CN107194145A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹庭赟;袁壽其;裴吉;李亞林;高海司;王逸云
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F19/00
• 分類號(hào): G06F19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種離心泵空蝕數(shù)值預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟一：應(yīng)用ANSYS-CFX求解離心泵內(nèi)部定?？栈瘓?chǎng)；步驟二：以步驟一)中求得的離心泵內(nèi)部定?？栈瘓?chǎng)的結(jié)果作為初始值，加入空蝕預(yù)測(cè)模型，求解離心泵內(nèi)部非定?？栈瘓?chǎng)；步驟三：應(yīng)用CFD-POST查看空蝕預(yù)測(cè)區(qū)域。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心泵空蝕數(shù)值預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟一)包括對(duì)離心泵計(jì)算域進(jìn)行三維造型，其中包括進(jìn)口流道、進(jìn)口延長(zhǎng)段、口環(huán)、前腔體、葉輪、葉輪蝸殼間隙、蝸殼和后腔體；運(yùn)用ICEM對(duì)計(jì)算域進(jìn)行網(wǎng)格劃分：使用ICEM中的多塊化的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分方法對(duì)計(jì)算域進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并對(duì)計(jì)算域中的復(fù)雜流動(dòng)區(qū)域進(jìn)行局部加密；將通過ICEM劃分好的網(wǎng)格導(dǎo)入ANSYS-CFX軟件求解：采用不可壓雷諾時(shí)均方程、SST k-ω湍流模型和Zwart空化模型；邊界條件采用總壓進(jìn)口邊界條件、質(zhì)量流量出口邊界條件和采用無滑移壁面函數(shù)；同時(shí)，在定常計(jì)算中交界面設(shè)置的旋轉(zhuǎn)區(qū)域與靜止區(qū)域的交界面選取Frozen Rotor模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的離心泵空蝕數(shù)值預(yù)測(cè)方法，其特征在于，在所述步驟一)中的軟件Creo中進(jìn)行三維建模。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的離心泵空蝕數(shù)值預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟一)中的定常計(jì)算中交界面設(shè)置的旋轉(zhuǎn)區(qū)域?yàn)槿~輪水體，靜止區(qū)域?yàn)槿~輪與蝸殼間隙水體。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的離心泵空蝕數(shù)值預(yù)測(cè)方法，其特征在于，將所述步驟二)中旋轉(zhuǎn)區(qū)域與靜止區(qū)域的交界面改為Transient Rotor Stator模型，并通過CEL語(yǔ)言寫入空蝕預(yù)測(cè)模型。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的離心泵空蝕數(shù)值預(yù)測(cè)方法，其特征在于，將所述步驟二)中定常計(jì)算中交界面設(shè)置的旋轉(zhuǎn)區(qū)域?yàn)槿~輪水體，靜止區(qū)域?yàn)槿~輪與蝸殼間隙水體。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的離心泵空蝕數(shù)值預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟一)中計(jì)算域中的復(fù)雜流動(dòng)區(qū)域?yàn)槿~輪葉片進(jìn)口區(qū)域、蝸殼隔舌區(qū)域。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的離心泵空蝕數(shù)值預(yù)測(cè)方法，其特征在于，步驟二)中的空蝕模型基于如下假設(shè)：空蝕主要是由具有集聚特性的空泡在潰滅時(shí)釋放的聲沖擊波而產(chǎn)生，能量的集聚起始于片空泡發(fā)生破裂時(shí)產(chǎn)生的大尺度空泡渦結(jié)構(gòu)內(nèi)所蘊(yùn)含的勢(shì)能；大尺度空泡結(jié)構(gòu)所含的勢(shì)能，在潰滅過程中達(dá)到時(shí)間和空間上的層疊累積，必然會(huì)對(duì)壁面產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊；因此，確定壓力時(shí)間導(dǎo)數(shù)作為衡量高空蝕風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的基本特征參數(shù)；一旦空泡潰滅產(chǎn)生的沖擊強(qiáng)度超過某一極限值時(shí)，剝蝕即有可能產(chǎn)生；則空蝕模型如下：

I=1NΣIi---(1)]]>

Ii=∂p∂t∂p∂t≥Y0∂p∂t<Y---(2)]]>

式中，其中i-葉輪一個(gè)周期內(nèi)的每一個(gè)時(shí)刻，-壓力時(shí)間導(dǎo)數(shù)；I-空蝕強(qiáng)度；I_i-i時(shí)刻的空蝕強(qiáng)度；Y-材料的楊氏模量大?。籒表示特征參數(shù)高于葉輪材料的楊氏模量Y的所有時(shí)刻的數(shù)目。