低比轉數離心泵內流模擬和結構優(yōu)化.pdf

1、針對低比轉數衛(wèi)生型離心泵等特殊用途離心泵基于經驗和特殊結構需要的設計難以達到最佳效果的問題,本文以低比轉數離心泵為對象研究內流場數值模擬和結構優(yōu)化方法,以一臺低比轉數衛(wèi)生型離心泵為實例,進行內流場的數值模擬和優(yōu)化分析.利用計算流體力學(CFD)技術對研究對象在多種工況下的內部流動狀態(tài)進行模擬,基于流動分析對多種結構參數下的水力性能進行預測,基于神經網絡方法進行水力尺寸的優(yōu)化設計,通過試驗研究的手段驗證數值模擬和優(yōu)化的結果. 介紹

2、了離心泵內部流動數值模擬的基本理論和方法,詳細闡述了在通用CFD分析軟件環(huán)境下的葉片造型、網格生成、邊界條件、壁面條件等實用技術和設置方法;介紹了離心泵內部流動的詳細計算過程和方法,以及基于內流數值模擬的外特性預測方法. 針對衛(wèi)生型離心泵實例在全工況下的內部流動進行了全流場數值模擬,給出了各過流部件的內流場結構,分析了從小流量到大流量工況下的流場變化和外特性曲線,將全工況下的外特性結果與模型試驗數據進行了比較分析,兩者能較好吻合

3、,驗證了數值模擬的合理性. 在基本模型分析的基礎上,研究了影響低比轉數離心泵水力性能的關鍵參數,并針對不同結構參數和水力參數進行內部流動數值模擬和水力性能預測,對關鍵參數對性能的影響進行了量化的比較分析.在此基礎上,通過基于神經網絡的優(yōu)化設計方法,對關鍵結構參數進行優(yōu)化設計,給出了優(yōu)化過程和實例. 給出了試驗驗證方法、試驗測試與分析程序,并完成了試驗系統的調試,為進一步開展試驗研究打下了基礎. 本文給出低比轉數離