轴流泵马鞍区流场流固耦合数值模拟

摘要：

为了分析轴流泵不稳定运行马鞍区工况内叶轮的结构，并研究该结构的稳定性，采用雷诺时均离散方法和标准k-ε湍流模型对泵装置流场进行CFD数值模拟，利用ANSYS 的Work-bench平台，通过单向流固耦合模型对叶轮的应力和应变进行计算，得到了不同工况下叶轮受流体压力作用所产生的等效应力及变形量，研究了叶轮结构的应力和变形量随流量的变化特征。研究结果表明：在40％～75％设计流量下不稳定运行马鞍区，数值模拟能准确地计算轴流泵内部流场，泵装置内部流态随流量的减小逐渐紊乱。轴流泵叶片表面应力分布不均，集中分布在叶片根部，随着流量的减小最大应力逐渐增大，马鞍区工况叶片结构应力有较大的安全余量，满足强度要求；叶片进水边外缘叶尖处变形较大，振动现象明显，最大总变形量随着流量的减小先增大后减小，但大变形区域由叶尖向叶缘扩散。研究结果为轴流泵马鞍区安全稳定性研究提供了一定参考。

关键词：轴流泵、马鞍区、叶轮、流固耦合、数值模拟

分类号：TV131.32;TH312(水利工程基础科学)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51076041

在线出版日期：2014-07-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：466-471