基于涡量输运方程的离心泵空化涡动力学特性数值研究

空化是影响离心泵等水力机械安全运行的关键因素。为研究空化发生时离心泵内涡动力学特性，该文以一单级单吸离心泵为研究对象，基于修正的SST k-ω湍流模型结合Zwart空化模型进行空化流动数值模拟，并利用外特性试验结果验证了数值计算的准确性。结果表明：随着空化数的降低，泵内依次发生空化初生、轻度空化和不稳定空化；严重空化时，流道内空化尾部产生旋涡结构，涡动力学分析显示此处为高涡量区；不同方向上的涡拉伸项与涡扩张项对叶轮内涡量的生成起主要作用，斜压扭矩项在汽液交界面对涡量的生成具有重要贡献，科氏力项对涡量的影响最小。