离心泵叶轮内非定常流动的动态模态分解分析

摘要：

为了精确分析离心泵叶轮内复杂的非稳态流动特性,基于泵内流动的大涡模拟(large eddy simulation,LES)数值计算结果,在设计工况及小流量工况下对叶轮内非定常相对速度场进行动态模态分解(dynamic modal decompo-sition,DMD),得到能够反映叶轮内复杂流动特征的前4阶主要模态及其相应的频率信息.分析结果表明:DMD方法能够有效识别叶轮内复杂流动的脉动频率,提取出相应的流场结构,将叶轮内复杂的流场特征分解为基本模态特征、反映叶轮流道内流动分离及不稳定涡结构的高阶动态模态特征;基本模态能够反映由流道几何形状引起的叶轮出口高速射流区与低速尾迹区及叶片背面流动分离区域.设计工况速度场2阶～4阶动态模态流场反映出叶轮内流动受蜗壳干扰在叶片背面产生的流动分离及不稳定涡结构脱落特征;小流量工况速度场动态模态表征了由于叶轮旋转及蜗壳干扰在流道内发生流动分离、失速等流场特征.通过DMD方法能够有效地对叶轮内重要流场结构进行低维近似,清楚地分析离心泵叶轮内复杂流场的非定常特性.

关键词：离心泵、非定常流动、大涡模拟(LES)、流动分离、动态模态分解(DMD)

所属期刊栏目：41

分类号：TH311(泵)

资助基金：甘肃省高等学校产业支撑计划项目;国家自然科学基金

在线出版日期：2022-08-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：33-40,57