《葉片泵內氣液兩相流型基礎問題研究》是依託北京理工大學，由余志毅擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：葉片泵內氣液兩相流型基礎問題研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：余志毅
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
由於葉輪的旋轉作用和動靜葉輪間的剪下效應，葉片泵內氣液兩相流動具有比管道流動更加複雜的流動型態，加強對泵內流型相關的基礎問題研究有助於系統而有針對性地改進葉片泵的設計。申請者通過不同流量、不同轉速和不同進口含氣率的系列工況流動觀測實驗，認識泵內氣液兩相流動的基本特徵，提出針對葉片泵的氣液兩相流型劃分方法；以流動觀測結果和氣泡動力學理論為基礎，研究不同流型條件下的氣液相間作用模式；通過分析流型、旋轉效應和含氣率等因素對湍流尺度和邊界層的影響，發展新的混合湍流模型方法。為了適應流型轉捩和複合流型的情況，從數值角度提出泵內流型的識別方法，研究該複雜情況下的穩定求解技術。在此基礎上，開發相應的程式模組，在高性能並行計算系統上對泵內氣液兩相流動進行精細的數值計算，分析不同流型條件下葉片泵內氣液兩相流動的基本規律及其受控因素，總結流型形成和轉捩的物理機制，探索流型與泵內流動規律及泵性能特性的基本聯繫。
結題摘要
由於葉輪的旋轉作用和動靜葉輪間的剪下效應，葉片泵內氣液兩相流動具有比管道流動更加複雜的流動型態，加強對泵內流型相關的基礎問題研究有助於系統而有針對性地改進葉片泵的設計。該項目通過不同流量、不同轉速和不同進口含氣率的系列工況流動觀測實驗，增強了人們對泵內氣液兩相流動基本特徵的認識，提出了針對葉片泵的氣液兩相流型劃分方法；以流動觀測結果和氣泡動力學理論為基礎，研究不同流型條件下的氣液相間作用模式，並對包括葉輪和導葉的泵全流道進行了廣泛的相間作用量級分析；通過分析流型、旋轉效應和含氣率等因素對湍流尺度和邊界層的影響，發展了適應於泵內複雜流型情況的湍流封閉模型。為了適應流型轉捩和複合流型的情況，從數值角度提出泵內流型的識別方法；從時間推進方法，鬆弛方法和格式轉換方法等方面研究了複雜工況下的穩定求解技術；基於CEL語言實現了相間作用模型、湍流模型、非均勻氣泡模型等在計算軟體中的嵌入。在此基礎上，通過高性能計算系統對泵內氣液兩相流動進行精細的數值計算，分析不同流型條件下葉片泵內氣液兩相流動的基本規律及其受控因素，總結了流型形成和轉捩的物理機制，探索了流型與泵內流動規律及泵性能特性的基本聯繫。此外，還對介質屬性（包括介質粘性及非牛頓特性）對泵內氣液兩相流動的影響規律進行了分析。該項目研究內容及成果豐富了葉片泵內氣液兩相流動理論，為高性能氣液混輸泵的設計開發提供了理論參考。
