基于CFX的离心泵内部流场三维数值模拟

基于三维不可压缩流体的N-S方程和标准k-ε湍流模型,采用隐式修正SIMPLE算法,利用CFX软件,对离心泵装置进行全流场三维数值模拟,共计算额定转速下30～80 m3/h流量范围内8个工况点。对比分析小流量工况、设计工况和大流量工况下泵装置流态和压力分布,并分析叶片表面静压,揭示内部流动规律,所得结果对预测水力性能,提高水泵效率及进一步结构优化具有重要的参考价值。     

扭曲叶片双吸离心泵内部流场的三维数值模拟

为了提升双吸离心泵的性能,研究其内部流动规律,采用RNGk-ε方程湍流模型和标准SIMPLE算法对某一扭曲叶片双吸离心泵全流道进行了CFD分析,并与实验值进行比较。结果表明,该方法能够较为准确地预测出双吸离心泵叶轮与蜗壳间及内部的流动特性,所得结果对进行双吸离心泵的水力设计或改型优化设计等研究具有重要的指导意义。     

大型双吸离心泵流场数值模拟及汽蚀修复

针对高扬程大流量双吸离心泵汽蚀及磨损联合作用的破坏,对其进行数值模拟。采用雷诺时均Navier-Stokes方程进行模拟并通过压力耦合方程组的半隐式方法(SIMPLEC方法)进行求解。根据FLUENT软件模拟得出叶片流速分布和压力分布图,分析汽蚀与泥沙磨损的发生原因和位置并提出修复技术。结果表明:利用计算流体动力学(CFD)进行三维紊流数值模拟可以得到精确的流场,以及采用镍基合金特种金属粉末喷焊技术可延长水泵的使用寿命。更多还原     

西藏老虎嘴电站水轮机内部流场数值模拟研究

水轮机在高海拔、低气压等特定地域环境下运行更容易产生空化空蚀现象,充分掌握其内部流场分布特征,对设计制造出适合在西藏3 300 m条件下正常运行的水轮机具有参考价值。以西藏老虎嘴电站水轮机运行参数为实际输入量,应用计算流体力学(CFD)中常用的Fluent 6.3软件,采用Realizable k-ε湍流模型和SIMPLEC算法,对最优工况运行下的水轮机进行了数值模拟,发现其内部流道的压力分布呈现环状,且沿着径向逐渐减小,在转轮叶片区域压力变化梯度最大;靠近蜗壳壁的水流流速较小,且沿着径向均匀增大,速度等值线排列比较均匀,内部流场的水流符合速度矩定理;所有过流部件附近区域的速度矢量分布呈现一种比较光滑、流畅的方式,无脱流、漩涡现象;本次计算结果与实际工况吻合。     

采用PIV研究离心泵转轮内部瞬态流场

数字式PIV技术可以在瞬间记录下整个测量断面内的信息，从而为解决水泵转轮内非定常流动的难题奠定了良好的基础，代表着水力机械内部复杂流动测试技术的方向。本文将二维数字式PIV系统成功地应用于清水离心泵实验台，对一改型后的离心泵转轮内的瞬态流场进行了成功测量，测量结果充分表明了离心泵转轮内部流场的瞬态结构和非定常性。     

伞罩型湿式脱硫除尘器内部流场数值模拟

基于强化喷淋装置传质过程,开发了一种结构简单、效率高、气体处理量大的湿式脱硫除尘器——伞罩型湿式脱硫除尘器。利用Fluent软件对有无伞形罩的湿式脱硫除尘器内部流场进行模拟。模拟结果表明:伞形罩具有增强气流湍流度和提供气液接触面积的双重作用,增大了伞罩型湿式脱硫除尘器内的持液量、延长了液滴在塔内的停留时间、增强了喷淋液和烟气之间的传质,提高了脱硫除尘效率。伞罩型湿式脱硫除尘器适用于日益严格的脱硫除尘一体化工艺。     

往复式隔板絮凝池内部流场数值模拟分析

通过对往复式隔板絮凝池的内部流场进行数值模拟,计算得到絮凝池内水流速度（v）、湍动能（k）及湍动耗散率（ε）的空间变化,并根据絮凝动力学机理详细分析了絮凝过程中v、k及ε对絮凝效果的影响。结果表明：模拟计算得到的v、k和ε可以较为准确地判断絮凝过程中的水力条件变化,同时为絮凝池的设计和运行提供一定的指导。     

单吸式清水离心泵内部水流流动特性数值模拟

为研究单吸式清水离心泵内部复杂的流动特性,采取RNG k-ε湍流模型,引入UDF动网格技术,应用FLUENT软件,模拟研究了单吸清水离心泵内部水流的流速和压力特性,得到了水泵的扬程、效率,以及不同流量下叶轮的压力分布、离心泵内部的流速和压力分布规律。本文的研究成果为离心泵参数预测及结构优化提供参考。     

沉沙池立面流场数值模拟研究

采用κ ε紊流模型 ,对沉沙池立面流场进行了数值模拟。在验证模型正确的基础上 ,以大禹渡沉沙池为例 ,分析了沉沙池中水流的运动规律 ,为进一步研究泥沙在沉沙池中的运动规律提供了前提 ,最终为沉沙池的工程设计和运用管理提供科学依据。     

水源地水库流场数值模拟研究

通过建立某水库二维水动力模型,用实测数据进行验证,然后对验证年的流场进行模拟分析,分别在春、夏、秋、冬四个季节选取一个特征时刻流场进行分析.结果表明:春季出库流量较大,夏季入库流量较大,所以春夏两季水库流速较大,水体流动性较好;秋、冬两季的出入库流量较小,水体流速较小,水体流动性较差.     

配水器流场的数值模拟

用数值方法模拟注水井中所用配水器内的三维粘性流场,计算不同规格水嘴在不同注水流量下的总压损失情况,并对流场进行分析。研究了总压损失与水嘴直径和注水流量之间的关系,得出了二者间的影响方程,为油田注水井分层流量调配提供依据。     

高原压力钢管内部流场模拟研究

以西藏大学农牧学院自建水电站中某根压力钢管为例,用AUTOCAD 2004建立了压力钢管三维模型,在GAMBIT软件中划分网格后,选取Realizableκ-ε湍流模型,边界条件为压力进口和速度出口,借助计算流体动力学软件FLUENT,采用对整根压力钢管在水轮机额定工况时的内部流场进行了三维数值仿真模拟,获得了内部流场压力和流速分布情况,同时对弯折处的压力和流速进行了分析。结果表明因为离心力作用使压力钢管弯折处上端压力比下端压力大。Realizableκ-ε湍流模型在对压力钢管流场模拟方面所得到的值与电厂压力表比较吻合,Realizableκ-ε湍流模型选取合适。据此得到了压力钢管在设计时应尽量采取小角度弯折连接的结论。更多还原     

管内冲淤流场数值模拟研究

为解决引水式电站压力管道内淤积、不便清理等问题,结合某工程压力管道淤积实际情况,采用数值模拟方法提出了在管道底部设置喷嘴,进行水下射流方式的冲淤方案。其结果与前人模型试验数据对比,验证了数值模拟的可靠性;给出了不同尺寸和形式的喷嘴射流流速分布,通过对圆形喷嘴、开孔排沙和矩形喷嘴三种方案进行对比发现,在管道底部开孔,利用管内压力排淤的方式不可行;圆形喷嘴虽然能满足冲淤要求,但引用流量过大;矩形喷嘴利用较小的流量,能够达到全断面冲淤的效果。     

伶仃洋三维流场数值模拟

使用σ坐标变换技术，将（ｘ，ｙ，ｚ，ｔ）坐标系中的三维非线性Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程转换成（ｘ，ｙ，ａ，ｔ）坐标系中的方程，采用有限差分方法进行离散求解，用垂向（σ向）积分的连续方程求解水位，用动量方程求解流速垂直结构，在水平方向上使用非交错正方网格，σ向等间距分层，从而建立三维流场数学模型。应用本模型对多口门、多岛屿、地形及岸线复杂的伶洋的枯季、洪季流场进行了数值模拟。将模拟结果与多个水位、流速同步测站的实测资料进行比较，无论是水位、垂线平均流速、流向过程线还是流速的垂向分布形式与量值，二者均吻合较好。根据模拟计算结果，对伶洋流场的平面及空间结构特征进行了分析。     

T型三通管内部流场数值模拟与结构优化

本文应用内部流场数值计算软件对进水管、出水管采用不同管径比的T型三通管道的湍流流动进行了分析计算,采用Segregated隐式解法应用标准K-ε双方程模型计算湍流粘度得到了三通管内部的流场分布,并对三通管道内流动的特性进行分析,得出三通管道湍流流动的计算结果。对比不同管径比的三通管道内流动的特性,得出了三通管道湍流流动的计算结果和具有较小水头损失三通的进水口、出水口的管径比。     

肯斯瓦特水利枢纽溢洪道流场的数值模拟研究

对新疆肯斯瓦特溢洪道及消力池建立了三维模型,采用结构网格和非结构网格结合的方式对模型进行了网格划分,利用Realizable k-ε紊流模型和VOF模型相结合的数值方法对其三维流场进行了数值模拟,结果表明,原设计方案下水流不稳定,消力池内消能效果较差。为此提出在消力池内增加T形墩的修改方案,增设T形墩后消力池内水流对称,消能效果显著提高,可达到工程设计要求。由此可见,数值模拟方法能够作为试验的补充方法,为工程实际应用提供依据。     

基于FLUENT的离心泵内流特性数值模拟研究

离心泵作为高速旋转机械,其内部复杂的流动形态越来越受关注。该文依据某工程数据,基于FLUENT软件建立离心泵三维流体域数值仿真模型,分别对离心泵在0.2Q_d(Q_d为该离心泵设计流量)、0.4Q_d、0.6Q_d、0.8Q_d、1.0Q_d、1.2Q_d6个不同流量工况下的内部流动特性进行模拟计算,并将计算所得流量-扬程和流量-效率曲线与真机试验结果进行对比,计算结果与试验结果最大误差为4.71%,从而证实了数值仿真结果的可靠性。通过对压力和速度分布分析可知：离心泵内部静压和流速随流量增加而降低,叶片前缘存在负压区,易引发汽蚀、振动、噪声等不良结果。相较小流量工况,设计工况下泵内速度分布更加均匀。对泵内流态进行多角度分析,对离心泵的结构优化设计有一定的借鉴意义,可为类似工程提供参考。     

钦州港港区流场的数值模拟

用控制体积法离散水流运动基本方程，以ＡＤＩ法求解。并根据现场实测资料，复演了钦州港港共工程前的流场，定性分析了工程后的流场，其结果较为合理。     

钦州港港区流场的数值模拟

用控制体积法离散水流运动基本方程，以ＡＤＩ法求解。并根据现场实测资料，复演了钦州港港区工程前的流场，定性分析了工程后的流场，其结果较为合理。     

最佳鳃片倾斜角下分离鳃内部流场的数值模拟

采用均匀试验设计理论对鳃片倾斜角α与β进行数值模拟方案的设计,通过采用Fluent软件中的欧拉模型,以鳃片3上表面的泥沙速度作为考核指标,对不同鳃片倾斜角下的分离鳃速度流场进行模拟。运用投影寻踪回归分析法(PPR)对数值计算结果进行了分析,得出鳃片β倾斜角对分离鳃水沙分离效果影响是最大的,其次是鳃片α倾斜角的影响;当鳃片倾斜角的组合为α=60°与β=45°时,分离鳃中的速度流场有利于水沙的快速分离且水沙分离效果最佳。