[發(fā)明專利]用于離心泵并基于Tait方程的水的弱可壓縮模型

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911373531.4
• 申請(qǐng)日: 2019-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN111046580A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陽(yáng)君;鄧瀟睿;胡文立;朱棚;李鵬程
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 王晶

1.一種用于離心泵并基于Tait方程的水的弱可壓縮模型，其特征在于：該弱可壓縮模型的建立基于Tait方程，在等溫條件下建立水的密度和壓力之間的非線性關(guān)系以反映數(shù)值模擬中水的密度變化，從而體現(xiàn)離心泵運(yùn)行過程中水的弱可壓縮性，由于流體的密度與溫度及壓強(qiáng)有關(guān)，而離心泵工作環(huán)境溫度變化小，因此在計(jì)算中假設(shè)離心泵運(yùn)行溫度為恒定值，在等溫條件下建立的水的密度ρ和壓力p之間的非線性關(guān)系，其形式為：

p＝a+bρⁿ (1)

其中，通過假定體積模量是壓力的線性函數(shù)即公式(2)，可以確定系數(shù)a和b，該系數(shù)與壓力、密度和體積模量的參考狀態(tài)值有關(guān)，

k＝k₀+n(p-p₀) (2)

Tait方程在等溫條件下的簡(jiǎn)化形式如公式(3)所示：

結(jié)合公式(2)、公式(3)，得到水的密度關(guān)于壓力的表達(dá)式，即公式(4)，即將水的密度由壓力和溫度簡(jiǎn)化為僅為壓力的函數(shù)，

式中，p₀為25℃時(shí)水的參考?jí)毫?，?Sub>0為水的參考密度，k₀為參考體積模量，2.2×10⁹Pa，n為密度指數(shù)，取7.15，p為水的壓力，ρ為水在壓力p下的密度，k為壓力p下的體積模量；

通過編譯形式將公式(4)加入到CFD中已有的不可壓縮模型，從而建立水的弱可壓縮模型，實(shí)現(xiàn)離心泵弱可壓縮流動(dòng)數(shù)值模擬。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于離心泵并基于Tait方程的水的弱可壓縮模型，其特征在于：將公式(4)利用CFX特有的CEL語言導(dǎo)入ANSYS CFX，從而達(dá)到反映數(shù)值模擬中水的密度變化的目的，即體現(xiàn)了運(yùn)行過程中水的弱可壓縮性。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于離心泵并基于Tait方程的水的弱可壓縮模型，其特征在于：水的密度關(guān)于壓力的表達(dá)式，即公式(4)，在后期可與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比進(jìn)行修正，從而進(jìn)一步提高準(zhǔn)確性。