蜗壳式混流泵叶轮部件湿模态流固耦合分析

为了得到蜗壳式混流泵在水介质中的模态分布,以某型号混流泵为研究对象,通过ANSYS对其进行流固耦合分析,得到流体对叶轮的流固耦合作用力,并运用ANSYS WORKBENCH有限元软件和APDL命令流耦合的方法,分析叶轮部件的干模态和湿模态特性;针对叶轮部件是否施加预应力,研究预应力对叶轮部件的固有频率和振型的影响;并考虑叶轮部件材料属性,分析得出金属材料的杨氏模量对叶轮各阶固有频率的影响特征;在分析干湿模态时,分别加厚叶轮前后盖板厚度,计算结果表明:加厚后盖板厚度对提高各阶固有频率最明显。本文为研究混流泵的振动特性、优化结构设计提供了一定依据,为进一步的动力学分析提供了一定参考。     

基于离心泵全流场的流固耦合分析

运用ANSYS workbench软件,选取IS100-65-200型单级单吸离心泵作为研究对象,对离心泵包括叶轮、螺母和轴等转子系统进行单向流固耦合分析。在流固耦合计算中,施加到固体结构的流场载荷不仅有叶轮和蜗壳内部流场,同时还考虑了叶轮前后腔的流场载荷;对转子系统力学分析仅对轴承与轴接触处采用轴向和径向约束较符合实际的约束条件。此外,为了解泵转子系统的固有频率和临界转速等问题,本文还对转子系统进行了模态分析,得到了其固有频率和振型,并将计算得到的临界转速与常规的临界转速计算结果进行了对比分析。     

多级离心泵转子的流固耦合特性及试验分析

针对高功率密度液体多级离心泵的高速化发展带来的流固耦合及临界转速等问题,根据流固耦合计算方法,并应用Ansys软件系统对流场网格进行划分和边界条件设定,然后进行数值模拟计算。计算结果表明:首级叶轮到后部末级叶轮应力、应变和变形呈增大趋势,这符合多级泵叶轮受力分布的实际情况,流固耦合相对于重力来说发挥了更显著的作用。可以看出流固耦合后转子固有频率降低,并且阶数越高,下降幅度越大,旋转软化效应对第一阶弯振影响较小,而对二、三、四阶的影响逐渐增强,且随转速均匀增加,弯振频率均匀变化。试验测试结果与仿真结果具有较好的一致性,反映了仿真数据的正确性。     

流固耦合下多路阀换向阀块变形及模态分析

多路阀广泛应用于重大装备领域中,其性能直接影响整机操纵的舒适性和灵活性。在对多路阀阀体进行分析以提升其性能时,内部流体对阀体的作用效果不容忽视。在ANSYS Workbench中对某型号电液比例负载敏感多路阀换向阀块进行流固耦合分析,得到不同阀口开度下,阀体阀芯在流体稳定流动时的受力、变形以及自身固有频率的变化情况。研究结果表明：随阀口开度的增加,流体对阀体阀芯的作用力逐渐减小,换向阀块的最大变形逐渐减小。阀体阀芯的固有频率在流固耦合后降低,阀体阀芯固有频率减小程度存在差异,各阶固有频率在阀口开度增加中基本保持不变。仿真结果为多路阀在设计与优化环节中确定强度薄弱区和颤振补偿所用信号选取提供参考,有助于提高整机性能。     

基于OpenFOAM的导叶式离心泵数值模拟研究

针对目前有关OpenFOAM对带导叶这种特殊结构的离心泵的计算研究较少且没有形成系统性研究的现状,为了验证OpenFOAM开源软件在导叶式离心泵数值计算方面的可靠性,分别对0.6Qd～1.4Qd流量工况下的导叶式离心泵进行外特性试验以及稳态和瞬态的数值计算.结果表明:OpenFOAM计算得到的外特性结果贴近试验数据,最...     

基于流场计算的螺旋离心泵叶轮静力学分析

为研究螺旋离心泵叶轮结构的振动特性,首先建立螺旋离心泵内部流场三维模型,对设计工况下的螺旋离心泵内流场进行了定常数值模拟,得到了叶片表面的压力载荷分布;建立叶轮有限元模型,以螺旋离心泵全流道三维定常数值模拟计算结果为基础,利用顺序耦合技术进行了有预应力的叶轮静应力分析和模态分析,结果表明:叶轮的最大应力出现在叶片进口的轮毂处,叶轮强度满足设计要求;叶轮最大的形变区域出现在叶片进口的轮缘处;叶轮的变形域随着频率的增加而增大;叶轮的各阶固有频率远大于泵的运行频率,因此在运行过程中不易发生共振现象。     

涡轮增压器叶轮流固耦合模态分析

为了研究流固耦合场对涡轮增压器叶轮模态参数的影响,采用基于湍流模型理论建立了涡轮增压器压气机的流场模型.并进行了流场网格划分和边界条件的加载.通过计算获得了流场内部的流速、压力分布,把流场压力分布加载到叶轮固体表面上,并计算考虑流固耦合场的叶轮模态.计算结果表明,流固耦合场主要影响叶轮结构的模态固有频率,对模态振型的影响较小.     

基于有限元法的多级离心泵结构强度及流固耦合分析

为了判断多级离心泵结构设计的合理性,利用三维软件对多级离心泵的泵轴、叶轮和平衡盘等零件进行几何造型,基于静应力分析对泵轴和平衡盘在工作状态下的强度和刚度进行了校核,同时基于流固耦合理论对叶轮的强度和刚度进行了有限元分析,可以为多级离心泵结构强度分析与设计提供参考     

基于流固耦合的轴流泵叶轮结构分析

为了准确计算轴流泵叶轮的应力分布状况,采用了FLUENT软件与ANSYS软件协同仿真的方法。基于FLU-ENT,N-S控制方程与标准k-ε湍流模型对轴流泵全流道进行了三维流动计算,通过Workbench流固耦合技术传输数据,应用ANSYS对轴流泵叶轮进行了结构计算。通过数值分析,确定了叶片应力集中区域,得出了叶片应力从叶顶到叶根逐渐增大的分布规律。计算结果为轴流泵叶轮的优化设计提供了有利的依据。     

基于流固耦合的余热排出泵转子模态分析

核电用余热排出泵的可靠性至关重要。通过ANSYS的FSI功能对余热排出泵进行流固耦合分析,得到流体对固体的流固耦合作用力;应用ANSYS中的模态分析功能对余热排出泵转子无预应力下的模态以及流固耦合作用力和旋转离心力作用下的模态进行了对比分析。结果表明:流固耦合载荷力对转子固有频率的影响大于旋转离心力;在同时考虑流固耦合力和旋转离心力条件下,余热排出泵转子固有频率介于只考虑旋转离心力和只考虑流固耦合力的固有频率之间,且除第3阶外均小于无预应力下的固有频率。其中,第2阶模态的固有频率与无预应力相比更接近于激振频率。在预应力作用下,振幅有所上升。     

叶片圆盘泵叶轮结构流固耦合模态特性分析

为探究流体压力、离心力对叶片圆盘泵叶轮结构模态特性的影响,采用Fluent软件计算泵叶轮不同工况下流体压力大小及分布情况,借助Workbench平台进行叶轮结构的静态模态以及流体压力和旋转离心力作用下的模态特性分析,并对结果进行对比分析。同时,探讨了连接臂半径及位置对叶轮固有频率的影响。结果表明:叶轮的静态模态与预应力模态各阶振型基本相似,固有频率及振幅差异也不大;随着连接臂半径的增大,泵叶轮固有频率逐渐增大;随着连接臂与圆盘盖板中心之间距离变大,叶轮前三阶固有频率逐渐变小,总体上差别不大,三阶及以后各阶固有频率逐渐变大。     

叶片仿鲨鱼鳍的导叶式离心泵数值仿真研究

针对导叶式离心泵内部流场流动不稳定的问题,运用仿生学技术和原理对鲨鱼鳍结构做了适当抽象处理,并运用在导叶式离心泵叶轮叶片前缘位置。对叶片仿鲨鱼鳍的导叶式离心泵内部流场进行了数值计算,研究了3个典型工况下离心泵内部流场的流动特性,得到了叶轮和导叶径向力的变化特性,进而分析了离心泵内部流场的湍动能分布规律,并进行了试验验证。研究结果表明:相比原模型,叶片仿鲨鱼鳍的导叶式离心泵改善了泵内流动特性,减小了泵内的湍动能分布;同时降低了叶轮和导叶的径向力,减弱了叶轮与导叶的动静干涉作用;仿鲨鱼鳍叶片减轻了导叶式离心泵内部流动的不稳定,明显提高了泵的扬程和效率等外特性参数。     

电阻点焊离心泵叶轮有限元分析

为准确计算电阻点焊叶轮在流场中的应力及变形情况,借助CAE多物理场协同仿真平台ANSYS Workbench,采用单向流固耦合方法对电阻点焊叶轮进行有限元分析。首先对叶轮有限元模型的网格无关性进行分析,在此基础上,计算了叶轮在设计工况下的等效应力及变形情况,并分析了叶轮最大等效应力及最大总变形随流量的变化情况。计算结果为电阻点焊叶轮结构设计及优化提供有效依据。     

基于三维线性插值的离心泵叶轮流固耦合模拟

采用三维线性插值方法,对FLUENT仿真得出叶轮上的流体压力分布数据进行转换,获得可供ANSYS分析用的节点数据,采用ANSYS模拟软件,对加载压力分布数据的叶轮进行强度分析,结果表明在离心泵叶轮流固耦合模拟中应用三维线性插值的方法,在保证计算准确率的前提下减少了计算量,为叶轮的流固耦合模拟提供了一种较为精确的方法。     

叶片圆盘泵叶轮结构流固耦合模态特性分析

为探究流体压力、离心力对叶片圆盘泵叶轮结构模态特性的影响,采用Fluent软件计算泵叶轮不同工况下流体压力大小及分布情况,借助Workbench平台进行叶轮结构的静态模态以及流体压力和旋转离心力作用下的模态特性分析,并对结果进行对比分析。同时,探讨了连接臂半径及位置对叶轮固有频率的影响。结果表明:叶轮的静态模态与预应力模态各阶振型基本相似,固有频率及振幅差异也不大;随着连接臂半径的增大,泵叶轮固有频率逐渐增大;随着连接臂与圆盘盖板中心之间距离变大,叶轮前三阶固有频率逐渐变小,总体上差别不大,三阶及以后各阶固有频率逐渐变大。     

旋叶式压缩机转子的有限元模态分析

运用有限元分析软件ANSYS,对旋叶式空调压缩机核心运动件--转子建立了有限元模型,并时其进行了模态分析,得出了该类型转子的前10阶固有频率和振型.分析结果不但为转子系统的故障诊断、安全运行和振动控制提供了理论依据,还为其结构改进、优化设计和动力学修改提供了重要参数.     

基于LMS Virtual.Lab的多级离心泵数值模态分析

选取一典型的多级离心泵,采用LMS Virtual.Lab软件进行数值模态分析,基于分块Lanczos法提取多级离心泵叶轮和壳体的固有频率及振型。结果表明:叶轮结构可以有效地避免共振现象。但是壳体的1阶固有频率与激励频率相近,且其第4阶固有频率及第7阶固有频率分别与二次及三次谐波频率相近,这可能会导致共振现象的发生。该多级离心泵壳体的主要振动方式是弯曲变形,进出口处以及出口端盖处变形较大,所以在设计时应该考虑增强这几个部分的刚度以优化其振动特性。     

水轮机固定导叶水下动态特性分析研究

文中采用流固耦合方法建立了水轮机固定导叶水下动态特性分析的力学模型,系统地研究了水域尺寸对固有频率计算结果的影响,并定量地给出了水域模型的选择方法。研究表明,固定导叶在水下的模态振型与空气中基本一致,不同阶次的固有频率下降系数有所不同,且下降系数具有非线性的特点。     

高温熔盐泵的模态计算与分析

为了研究高温熔盐泵的运行可靠性,基于ANSYS Workbench对熔盐泵结构部件分别进行了无预应力和有预应力的模态计算。基于计算结果对熔盐泵的振动特性进行了分析,并对不同相位下转动和静止部件的固有频率和振幅的变化进行了比较。计算结果表明:无预应力时,转动和静止部件的第1阶和第2阶以及第4阶和第5阶固有频率较为接近,且同阶下,静止部件的固有频率远高于转动部件的固有频率;转动部件和静止部件各阶的固有频率均远离主要的激振频率,可有效避免共振的产生;同阶不同相位下,转动和静止部件的固有频率和振幅变化较小,叶轮相位对熔盐泵模态性能的影响可以忽略;有预应力下静止部件和转动部件的固有频率比无预应力下有小幅提升,且转动部件的增幅较高,其幅度为1.35%;转动部件的模态变形主要集中在叶轮端,而静止部件的进出水管变形更为明显。研究结果可为熔盐泵的开发与结构优化提供一定的参考。