本文關(guān)鍵詞：基于流固耦合方法的離心泵結(jié)構(gòu)特性研究

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【摘要】：離心泵是國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門(mén)中應(yīng)用極為廣泛的一種通用水力機(jī)械，在農(nóng)田排灌、石油化工、城市給排水和船舶工業(yè)等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。葉輪是離心泵的關(guān)鍵過(guò)流部件，其復(fù)雜的內(nèi)部流動(dòng)與葉輪結(jié)構(gòu)之間存在著相互作用，，這種相互作用對(duì)葉輪的結(jié)構(gòu)特性影響顯著，容易造成葉輪的破壞。因而，離心泵的流體動(dòng)力和結(jié)構(gòu)力學(xué)性能對(duì)其運(yùn)行安全性和可靠性起著至關(guān)重要的影響。針對(duì)離心泵運(yùn)行的安全性和可靠性問(wèn)題，采用流固耦合方法，對(duì)離心泵進(jìn)行結(jié)構(gòu)特性研究，對(duì)于改善離心泵的運(yùn)行特性，保證運(yùn)行的可靠性以及離心泵的進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。 本文通過(guò)離心泵內(nèi)流場(chǎng)數(shù)值模擬和葉輪結(jié)構(gòu)特性分析，研究葉輪內(nèi)流場(chǎng)與結(jié)構(gòu)之間的流固耦合作用，探索葉輪在流固耦合作用下的結(jié)構(gòu)力學(xué)特性。論文的主要研究?jī)?nèi)容和特色如下： （1）采用高級(jí)三維建模軟件UG對(duì)離心泵全流道和葉輪實(shí)體進(jìn)行了三維造型；利用GAMBIT軟件完成離心泵全流道流體網(wǎng)格，采用ANSYS的網(wǎng)格劃分平臺(tái)完成葉輪的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。 （2）基于FLUENT軟件，采用標(biāo)準(zhǔn)k湍流模型對(duì)離心泵全流道在設(shè)計(jì)流量工況和非設(shè)計(jì)流量工況下進(jìn)行了三維定常湍流數(shù)值模擬，獲得了各工況下離心泵全流場(chǎng)的速度、壓力分布情況，探索了離心泵內(nèi)部的流動(dòng)規(guī)律，分析研究了流量對(duì)離心泵內(nèi)流場(chǎng)的影響，為后續(xù)的葉輪結(jié)構(gòu)特性研究奠定了基礎(chǔ)。 （3）基于ANSYS Workbench平臺(tái)，采用流固耦合方法，對(duì)離心泵葉輪進(jìn)行了結(jié)構(gòu)靜力分析。在設(shè)計(jì)工況下，討論了不同載荷對(duì)葉輪應(yīng)力及變形的影響；針對(duì)不同流量工況，研究了葉輪的應(yīng)力及變形隨流量的變化情況。計(jì)算結(jié)果對(duì)離心泵運(yùn)行的安全性和可靠性具有指導(dǎo)意義。 （4）針對(duì)離心泵運(yùn)行中的振動(dòng)現(xiàn)象，基于ANSYS Workbench平臺(tái)對(duì)離心泵葉輪進(jìn)行了模態(tài)分析。對(duì)比分析了葉輪在空氣中和水介質(zhì)中的固有振動(dòng)特性，獲得了葉輪的固有頻率和振型，為后續(xù)的動(dòng)力學(xué)分析提供了重要的模態(tài)參數(shù)，為葉輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：TH311

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 花爭(zhēng)立;張穎;程少高;董恒;孫艷明;;基于三維線性插值的離心泵葉輪流固耦合模擬[J];裝備制造技術(shù);2011年05期

2 劉占生;劉全忠;王洪杰;;離心泵變工況流場(chǎng)及葉輪流體激振力研究[J];哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào);2008年12期

3 趙琳;胡江峰;劉振俠;;流-固耦合計(jì)算的應(yīng)用研究[J];沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);2006年04期

4 王征;吳虎;賈海軍;;流固耦合力學(xué)的數(shù)值研究方法的發(fā)展及軟件應(yīng)用概述[J];機(jī)床與液壓;2008年04期

5 楊敏官;劉棟;賈衛(wèi)東;康燦;顧海飛;;離心泵葉輪內(nèi)部三維湍流流動(dòng)的分析[J];江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年06期

6 陳向陽(yáng);袁丹青;楊敏官;袁壽其;;基于流固耦合方法的300MWe級(jí)反應(yīng)堆主泵葉片應(yīng)力分析[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2010年04期

7 錢(qián)若軍;董石麟;袁行飛;;流固耦合理論研究進(jìn)展[J];空間結(jié)構(gòu);2008年01期

8 黃思;吳玉林;;離心泵內(nèi)三維流場(chǎng)非對(duì)稱(chēng)性及泵受力的數(shù)值分析[J];流體機(jī)械;2006年02期

9 閻超;于劍;徐晶磊;范晶晶;高瑞澤;姜振華;;CFD模擬方法的發(fā)展成就與展望[J];力學(xué)進(jìn)展;2011年05期

10 邢景棠,周盛,崔爾杰;流固耦合力學(xué)概述[J];力學(xué)進(jìn)展;1997年01期

本文編號(hào)：1247422