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| 1 | 基于双向流固耦合的混流泵叶轮力学特性研究显示文摘基于双向同步求解方法对混流泵内流场和叶轮结构响应进行联合求解,研究流固耦合作用下混流泵叶轮转子的力学特性。流场计算采用雷诺时均方法和标准k-ε湍流模型,结构响应采用弹性体结构动力学方程。通过对比分析流固耦合前后流道内不同位置压力监测点的压力脉动、外特性变化,研究流固耦合作用对混流泵流场的影响,并基于双向流固耦合分析了叶轮叶片的变形与动应力分布。研究结果表明,流固耦合作用对导叶出口处压力脉动幅值影响较大,耦合后扬程和功率波动幅值有所增加,而效率有所下降。考虑流固耦合作用,叶片最大变形发生在叶片出口边背面靠近轮缘处,最大变形量约为0.062 7 mm;最大等效应力发生在叶片背面靠近轮毂出口边附近,最大等效应力约19.85 MPa;采样点耦合动应力呈现周期性变化,轮缘与轮毂上动应力幅值相差3个数量级,轮毂处相比其他位置更易发生疲劳破坏。研究结果为混流泵叶片的结构设计和可靠性分析提供了参考依据。 | 李伟 杨勇飞 施卫东 季磊磊 蒋小平 | 2015 | 农业机械学报2015，46，12： | 27 |
| 2 | 箱涵式进水流道的立式轴流泵装置水动力特性分析显示文摘为了研究有涡时箱涵式进水流道的立式轴流泵装置水动力性能,该文采用CFD(computational fluid dynamic)和高速摄影技术对箱涵式进水流道的立式轴流泵装置进水流道内部附底涡流动特征及其对泵装置水动力性能的影响进行了分析。数值模拟和试验结果表明,基于CFD数值模拟技术,成功捕捉到各工况时箱涵式进水流道内部附底涡轨迹,与高速摄影捕捉到附底涡的运动轨迹较为一致,且均发生于喇叭管口下方,附底涡对泵装置的安全运行稳定性有直接影响。有、无消涡锥的箱涵式进水流道出口断面的轴向速度分布均匀度与速度加权平均角的差异性较小,但其水力损失值下降较大;叶轮所受轴向力相对比值m1在0~7.0%范围内波动,轴向力随流量系数的增大而减小,附底涡对叶轮所受径向力的影响较大,径向力相对比值m2在5.0%~110.0%范围内波动,涡带对叶轮受力有一定程度的影响,实际工程中应避免箱涵式进水流道内部涡带的出现。 | 杨帆 刘超 汤方平 周济人 罗灿 | 2014 | 农业工程学报2014，30，4： | 25 |
| 3 | 基于流固耦合的船用离心泵转子应力应变及模态研究显示文摘为研究流固耦合作用对船用离心泵转子应力应变及模态的影响,该文以125clla-13型船用离心泵为研究对象,分别进行了非耦合和双向耦合瞬态非定常数值模拟,基于计算结果,对比了2种计算方式下最后一个旋转周期扬程的变化情况,重点分析了不同瞬态相位下单向和双向耦合方式对叶轮应力应变的影响,并在此基础上对基于流固耦合的转子模态进行了多相位分析。研究结果表明,各瞬态相位下双向耦合扬程预测值均比非耦合大,且双向耦合下波峰附近扬程预测值有局部波动;叶轮最大变形量位于后盖板上的流道出口边中间位置附近,最大应力值出现在叶轮出口后盖板与叶片背面交接处,各相位下双向耦合最大变形量和最大等效应力均大于单向耦合,流固耦合方式对叶轮应力应变有一定影响;叶轮最大变形量和最大等效应力位置及大小随瞬态相位变化而变化,叶轮流道中间区域扫过隔舌时,最大变形量出现极小值,且2种耦合方式下最大变形量位置变化不同,当叶片处在蜗壳第八断面附近区域时,最大等效应力出现极大值,2种耦合方式间最大变形量和最大等效应力的最大差值均出现在6°相位下,分别为0.17×10-5 m和0.296 MPa;流固耦合方式对转子模态的影响极小,瞬态相位不同,转子模态频率及振幅均出现一定幅度的脉动,最大频率脉动为0.9 Hz,最大振幅脉动为1.62 mm,均出现在第5阶模态处。该研究可为船用离心泵减振设计及结构优化提供参考。 | 黄浩钦 刘厚林 王勇 戴菡葳 蒋琳玲 | 2014 | 农业工程学报2014，30，15： | 22 |
| 4 | 基于CFD方法的竖井贯流泵装置进出水流道优化设计显示文摘运用计算流体动力学方法,基于雷诺时均Navier-Stokes方程和标准k-ε湍流模型,针对通吕运河水利枢纽工程贯流泵装置特征扬程和设计参数对全流道进行数值模拟,在给定的水位资料和土建控制尺寸范围内,对竖井贯流泵装置进、出水流道进行了CFD分析和水力设计优化。通过对三种不同竖井宽度的进水流道内部流态分析、水力损失计算和泵装置效率预测,优选竖井最大宽度确定为5.4 m,该方案设计工况下进水流道水力损失为0.053 m。通过对三种不同出水流道设计方案内部流态分析、对水泵的效率影响和水力损失计算,上翘角对直管出水流道内部流态、水力损失和泵装置效率产生一定的影响,对比分析采用底部上翘角为3.56°的直管式出水流道具有较优的水力性能,且采用该方案时挡土翼墙高度可减少约1 m。竖井贯流泵装置内流CFD分析与进出水流道优化设计可为同类型泵站的设计提供优化参考。 | 周亚军 王铁力 杨建峰 朱红耕 高慧 | 2019 | 水利水电技术2019，50，11： | 14 |
| 5 | 竖井对低扬程贯流泵装置性能影响的数值模拟显示文摘为研究竖井贯流泵中竖井部分对贯流泵装置的水力性能的影响,采用计算流体动力学方法对包含进出水延长段、进出水流道、叶轮和导叶在内的整体泵装置进行数值模拟,分析竖井长度、竖井头部型线以及竖井尾部型线对进水流道水力损失、出口断面轴向速度分布均匀度、出口断面速度加权平均角以及泵装置能量特性的影响.结果表明:竖井长度、竖井头部和尾部型线对进水流道水力损失和出口断面速度加权平均角有影响,但是对进水流道出口断面轴向速度分布均匀度几乎没有影响;竖井尾部型线对流道水力损失影响最为显著,在设计流量工况下,竖井头部和尾部皆为锥形型式的进水流道水力损失较头部和尾部皆为圆弧形型式的进水流道的水力损失小24%;竖井头部型线和尾部型线采用锥形型式的进水流道水力性能更优,但是在选择锥形型线时应注意不要延长竖井尾部长度.采用模型试验对数值模拟结果进行了验证,两者结果吻合较好,表明该数值模拟方法是可靠的. | 周春峰 张敬波 焦伟轩 成立 蒋红樱 | 2021 | 排灌机械工程学报2021，39，3： | 5 |
| 6 | 混流式水轮机转轮双向流固耦合力学特性研究显示文摘为了解运行过程中的水轮机叶片应力、应变和流场的分布状况及规律,以某高比转速混流式水轮机为例,采用双向流固耦合算法,对其转轮叶片的应力应变情况和内部流动特性进行了研究和计算分析。研究结果表明,在高转速小流量的工况下,叶片的最大变形出现在出水边的下部,出水边中部也出现了比较大的变形,叶片的进水边、出水边与上冠及出水边与下环的相连接处出现了集中应力;在其他工况下,叶片的最大变形出现在出水边的中部,集中应力出现在叶片出水边与上冠的相连接处。该水轮机在正常运行的情况下,转轮叶片的变形很小,对内部流场的影响不大。因此,如果只是对水轮机进行水力性能方面的分析,则没有必要进行双向流固耦合计算。 | 石祥钟 赵文鲁 闫雪纯 刘安然 | 2016 | 人民长江2016，47，14： | 3 |
| 7 | 高扬程贯流泵湍流流动及流固耦合数值模拟显示文摘基于设计完成的高扬程贯流泵模型,应用Ansys Workbench软件,对高扬程后置灯泡式贯流泵内部的流动情况及结构静应力进行数值模拟,模拟讨论了在不同工况下的高扬程贯流泵运行时的湍流流动,在小流量工况下,贯流泵内部流态紊乱,会产生噪音及空化等问题;继而采用单向流固耦合的方法,模拟不同工况下泵叶轮部分的流动情况,最大等效应力随半径减小而增大,应力集中出现于工作面与轮毂交接处,形变则随着半径增大而增大,其最大值出现在轮缘处。在进行高扬程贯流泵优化设计时,需注意小流量工况时的流动特性及叶轮根部的强度校核。 | 吴新 黄乾 | 2019 | 人民黄河2019，41，5： | 3 |
| 8 | 基于CFD的竖井贯流泵装置进出水流道及前导叶优化显示文摘以某竖井贯流泵站为研究对象,针对竖井尾部距叶轮中心距离、上下收缩型线,出水流道单边扩散角,前导叶位置及尺寸参数设计了4个进水流道方案、3个出水流道方案和5个前导叶方案,利用CFD数值模拟方法对方案进行计算分析,并采用模型试验验证了数值计算结果的准确性。结果表明:进水流道出口断面的流速均匀度随着竖井尾部距叶轮中心距离减小而逐渐减小;进水流道收缩段平滑的上下型线能够减小水力损失;出水流道单边扩散角缩小至4.52°时,流道内脱流现象明显减弱;加装前导叶会使泵装置效率下降%左右,随着导叶出口距叶轮中心距离减小,进水流道出口断面流速均匀度会小幅下降,导叶越长,其水力损失越大。 | 钱忠裕 周晓润 焦海峰 夏珠峰 陈松山 | 2022 | 中国农村水利水电2022，，5： | 2 |
| 9 | 基于单向流固耦合的轴流泵叶片应力特性数值模拟显示文摘基于单向流固耦合法,采用Ansys Workbench平台软件,对4种不同流量工况下轴流泵叶轮叶片的应力和变形特性进行了数值模拟研究。结果表明:在工况Ⅰ(Q=415.68 L/s)、工况Ⅱ(Q=370.33 L/s)、工况Ⅲ(Q=293.10 L/s)和工况Ⅳ(Q=253.10 L/s)条件下,轴流泵叶片应力分布的整体规律,从轮毂到轮缘沿半径方向逐渐减小,在轮毂与叶片根部连接区域出现应力集中,等效应力最大值出现在轮毂与叶片相交、靠近进水侧附近。说明叶片根部与轮毂连接处更为敏感,易发生疲劳破坏,在设计中应重点关注。轴流泵叶片变形分布的整体规律,从轮毂到轮缘沿半径方向逐渐增大,在轮毂附近变形最小,最大变形出现在叶片进水边靠近轮缘附近。随着流量减小,轴流泵叶片的最大等效应力及最大变形量增大,说明轴流泵在流量较小的工况下运行时,叶片承受的最大等效应力更大,最大变形更大,应予以重点关注。 | 沈思敏 刘树锋 杨晨 王晓蕾 罗伦 | 2023 | 甘肃水利水电技术2023，59，2： | 0 |
| 10 | 轴伸贯流泵叶轮叶片应力改善有限元分析显示文摘为计算分析轴伸贯流泵叶轮叶片根部加厚后的应力分布情况,采用计算流体力学软件CFX,基于雷诺时均N-S方程和SST k-ω湍流模型对某轴深贯流泵装置全流道三维定常不可压湍流流场设计工况进行了数值模拟。借助ansys workbench平台,将稳态流场数值模拟所得叶片表面静压力作为叶片有限元计算的载荷边界条件,得到四种根部不同加厚厚度的叶片在设计工况下的等效应力与总变形分布。研究结果表明:通过出对叶片根部应力集中区域的加厚,可以缓解此处应力集中并减小最大等效应力,从而抑制和预防叶片根部裂纹的产生。而叶片根部的加厚对叶轮叶片总变形并无太大影响,同时提出了一种叶轮叶片根部连接叶片轴处的加厚方法。研究结果为同类型水泵叶轮结构设优化计和安全稳定性研究提供参考。 | 陈荣杰 阚阚 覃颖聪 张新 贾少华 | 2017 | 中国农村水利水电2017，，1： | 0 |
| 11 | 控比环结构对环形射流泵性能的影响显示文摘以环形射流泵为研究对象,采用RNGk-ε湍流模型进行稳态计算,研究了不同工况下矩形、梯形和三角形等3种控比环结构对环形射流泵效率及泵内流动的影响.研究结果表明,具有三角形控比环结构的环形射流泵效率最高,其在泵最高效率流量比工况下比具有矩形和梯形控比环结构的环形射流泵效率分别高2.57%和1.64%;在流量比较小的工况中,不同控比环结构的环形射流泵效率相差较小,而随着流量比的增加,不同控比环结构的环形射流泵效率之间的差异也逐渐扩大;在3种控比环结构中,三角形控比环结构对泵内流体轴向流动的阻碍作用最小,工作流体的动能损失也最小. | 董梦雪 赵帅帅 章璐瑜 徐茂森 | 2019 | 河南科学2019，37，10： | 0 |
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