《基於SST和動力SGS耦合模式的軸流泵輪緣間隙流特性研究》是依託中國農業大學，由黎耀軍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於SST和動力SGS耦合模式的軸流泵輪緣間隙流特性研究
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：黎耀軍
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
軸流泵輪緣間隙流及相應的水壓力脈動，關係到水泵效率和機組的安全穩定運行，是水力機械領域普遍關注的學術和工程技術難題。本項目以準確預測軸流泵輪緣間隙流的非定常特性為目標，針對間隙流動包含附面層分離且為各向異性旋轉湍流的特點，基於SST模型和雙係數動力SGS模型，構建輪緣間隙流動模擬的DES模式，預測變工況條件下間隙流複雜結構的時空演化規律，結合模型試驗觀測輪緣間隙流形態及壓力脈動特性。以期建立準確模擬間隙流動的方法，揭示軸流泵輪緣間隙流的非定常機理及主要影響因素，提出輪緣間隙區非定常流動的有效調控方法，為軸流泵最佳化設計及大型軸流泵站的安全、穩定運行提供科學依據和決策支持。
結題摘要
輪緣間隙泄漏流動及誘發的水壓力脈動，關係到軸流泵效率和機組的安全穩定運行，是水力機械領域普遍關注的學術和工程技術難題。本項目基於旋轉坐標系下的大渦模擬控制方程，將SGS應力分解為尺度相似部分和非線性各向異性部分，構建了動態非線性動力SGS模型；通過理論分析，構建了動態非線性動力SGS模型與SST模型耦合的DES計算模式；套用槽道流和立方體擾流等經典算例，驗證了計算模型的準確性。提出了輪緣間隙內複雜邊界內的數值模擬格線處理方案；發展了輪緣間隙泄漏渦三維形態的表征方法。採用所構建的計算模式，深入研究了典型工況及不同輪緣間隙尺寸下軸流泵輪緣泄漏流動特性，獲得了輪緣間隙泄漏渦的形態特徵，揭示了輪緣間隙區壓力脈動隨工況及間隙尺寸的變化規律。深入調研了軸流泵輪緣間隙泄漏流的PIV觀測試驗方法，初步搭建了間隙泄漏渦觀測和輪緣區壓力脈動測量的試驗平台。項目成果為提高水力機械內部流動大渦模擬的計算精度和計算效率奠定了基礎；為軸流泵最佳化設計及輪緣間隙泄漏流動控制提供了科學依據和決策支持。
