泵空化流數(shù)值計算研究現(xiàn)狀及展望.pdf

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1、38FLUIDMACHINERYVo1．40，No．9，2011文章編號：1005—0329(2011)09—0038—07泵空化流數(shù)值計算研究現(xiàn)狀及展望劉厚林，劉東喜，王勇。杜輝。徐歡(江蘇大學(xué)，江蘇鎮(zhèn)江212013)摘要：空化是一種包含氣液相間質(zhì)量傳輸?shù)姆嵌ǔ？蓧嚎s多相湍流流動現(xiàn)象，它是泵性能和效率下降的主要原因?？栈鲃拥挠嬎阒饕婕翱栈Ｐ秃屯牧髂Ｐ蛢蓚€方面。本文概述了空化模型的一些基本理論，并比較了各個空化模型的優(yōu)缺點；簡要分析了湍流模型對空化流計算的影響；介紹了這些模型在泵空化流計算中的應(yīng)用；最后展望了泵空化流計算模型的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：泵；空化；空化模型；湍流模型；研究

2、現(xiàn)狀中圖分類號：TH311文獻標(biāo)識碼：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2011．09．009NumericalResearchStatusandProspectsofCavitatingFlowinaPumpLIUHou-lin，LIUDong—xi，WANGYong，DUHui，XUHuan(JiangsuUniversity，Zhenjiang，Jiangsu212013，China)Abstract：Phenomenologically，cavitationofteninvolvescomplexinteractionsofturbulenceand

3、phase-changedynamics，largedensityvariation，masstransferbetweenphasesandpressurefluctuations．Itmaycausenotonlythedegradationofthepumpper—formancebuteficiency．Turbulentcavitatingflowcomputationsneedtoaddressbothturbulenceandcavitationmodelingissues．Thebasictheoriesofthecavitationmodelssummarizedi

4、nthisarticle．a(chǎn)ndalSOtheadvantagesanddisadvantagesofthesemodelsarecompared．Additionally，theinfluenceoftheturbulencemodelsinnumericalsimulationofcavitatingflowwasanalyzedandtheapplicationofthesemodelsinnumericalsimulationofcavitatingflowinapumpwasintroduced．Atlast，thedevelopmentdirectionofthecomp

5、utationalmodelsofcavitatingflowinapumpisdiscussed．，Keywords：pump；cavitation；cavitationmodel；turbulencemodel；researchstatus1前言果向真機的換算并沒有統(tǒng)一的觀點和準(zhǔn)確充分的理論依據(jù)。所以，使得模型試驗結(jié)果很難真實地效率、穩(wěn)定性和空化性能是評價泵性能的3反映真機的空化性能。項指標(biāo)，其中空化是一個古老卻至今尚未被很好近幾十年來，隨著計算機科學(xué)和計算流體力解決的難題之一?？栈鲃拥谋举|(zhì)是氣液兩相湍學(xué)的迅速發(fā)展，空化流動的數(shù)值模擬越來越受流流動，氣泡和水體之間有著非常復(fù)雜的

6、質(zhì)量、動到人們的關(guān)注。這是因為數(shù)值模擬可以提供更量和能量交換。多試驗數(shù)據(jù)以外的細(xì)節(jié)信息，比如速度場、壓力目前，對于泵內(nèi)部空化流動的研究主要采用場等的詳細(xì)分布以及空泡產(chǎn)生和發(fā)展的規(guī)律數(shù)值預(yù)測和空化試驗2種方法?？栈囼炠M用高等，且對于不同空化數(shù)的流場數(shù)值模擬更為便昂，同時在試驗中無法有效地控制空化的比尺效利?？栈鲾?shù)值模擬的關(guān)鍵就在于建立合適的應(yīng)等眾多因素的影響；而且將模型空化試驗的結(jié)空化模型。收稿日期：2011—04—06修稿日期：2011—08一O52011年第4O卷第9期流體機械39勢。2空化模型的研究這種方法開展時間較早，積累經(jīng)驗較多，但過多的假設(shè)使得應(yīng)用范圍較為狹窄，多用于水

7、翼和空化模型的提出的目的是為了建立從微觀氣鈍頭體繞流等固定或隨時間變化不大的片狀空核到宏觀空化流的統(tǒng)計描述，這種統(tǒng)計描述需要化。結(jié)合物理實際和數(shù)值計算方法給出。一個較成功2．2基于N．S方程的空化模型的空化模型可以準(zhǔn)確捕捉到流場宏觀物理量的特90年代開始，利用N—s方程求解空化問題的性的同時又可以使計算有效地控制在一定的復(fù)雜模型開始發(fā)展起來。與基于勢流理論的模型相程度內(nèi)，為工程中空化流的研究提供一種可行的比，利用N—s方程可以更好地考慮液體粘性對空計算思路