基于分形桨的湍流耗散强度特征研究

针对搅拌过程中湍能耗散造成的能量损失问题，提出了一类新型分形几何涡轮桨，并基于计算流体动力学，对系列分形桨进行湍能耗散强度分布数值模拟实验。通过分析分形桨的湍能耗散分布强度规律，探究了分形维数及迭代次数对搅拌设备各部分湍能耗散以及搅拌功率的影响。结果表明：流场湍能耗散强度分布特征为横向呈风轮状，纵向呈扇状；相对于无迭代桨，分形迭代桨湍流耗散强度降低；分形维数增加会降低各处的湍能耗散强度。迭代次数增加会降低流场中湍能耗散，但会增大搅拌桨上的耗散强度；分形迭代桨会降低搅拌功率，并随着分形维数增大而效果加强。研究结果为高速离心搅拌桨设计提供新的设计思路。