国家自然科学基金(50776052)
- 作品数：23 被引量：185H指数：10
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- 相关机构：清华大学武汉第二船舶设计研究所更多>>
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- 相关领域：机械工程理学水利工程农业科学更多>>
- 绕水翼空化流动的数值模拟被引量：8
- 2010年
- 基于正压流体假设的状态方程空化模型,考虑空泡流可压缩性的影响修正了RNGk～ε湍流模型,采用SMPLEC算法,数值求解Reynolds平均的Navier-Stokes方程,模拟了二维NACA66(Mod)翼型的定常、非定常空化流动。计算得到的翼型表面压力分布与试验结果相吻合,较好地模拟了非定常空化云的长大、断裂、涡状空化团脱落和破裂的周期性过程,分析讨论了空化云的脱落机理,指出反向射流是引起空化云脱落的重要原因。
- 谭磊曹树良桂绍波宋宇祝宝山
- 关键词：数值模拟
- 前置导叶离心泵的损失建模及试验被引量：2
- 2011年
- 基于水力机械基本方程,建立了前置导叶离心泵的损失计算模型,将前置导叶离心泵的损失分为叶轮损失、前置导叶损失和蜗壳损失三部分。完成了不同工况、不同预旋角度下装有前置导叶的XA150/32型离心泵外特性试验。运用本文提出的损失模型预测了前置导叶离心泵的扬程和效率特性,将计算结果与试验数据进行了比较,结果表明,该模型的预测结果准确可靠且适用范围广,为实际工程中离心泵的优化设计提供了一种快速实用的性能预测方法。
- 谭磊曹树良桂绍波祝宝山
- 关键词：水力机械离心泵
- 结合自适应网格的基于特征线方程的分离算法被引量：1
- 2009年
- 提出一种新的网格自适应方法:在需要加密的网格单元中心加入新结点,并对加密后的相邻三角形网格单元进行公共边变换,构成新的网格单元.与传统的在网格边界中点加入新节点的自适应方法相比,新方法可以更加灵活地控制网格密度,加密后的网格继承原先的网格质量不发生畸变,并且算法编程简便,容易实现.将自适应网格生成方法和基于特征线方程的分离算法相结合,对空腔内不可压缩黏性流动进行了计算.在特征线方向上进行时间步离散,动量方程求解过程中采用非增量型分离算法.计算中,把求解变量梯度值作为判定准则,在变化剧烈的区域进行网格局部加密.计算结果表明该组合算法有很好的计算精度,并有效减少了计算时间和存储量.
- 陈炎曹树良梁开洪祝宝山
- 关键词：自适应网格
- 供暖系统混水离心泵叶轮正反问题计算被引量：3
- 2009年
- 基于流线迭代法和逐点积分法,用Fortran语言编程实现了供暖系统混水离心泵叶轮的水力设计,讨论了轴面流道形状、叶轮包角和滑移系数对设计计算结果的影响。基于Navier-Stokes方程,在贴体坐标系中,采用交错网格技术和SIMPLEC算法,对依据不同设计参数设计出的两个叶轮内部流场进行了数值模拟,并将计算得到的流场压力分布和轴面速度分布进行了对比,同时对两个叶轮进行性能预估。研究表明:轴面流道形状和叶轮包角影响叶轮内部压力场和速度场的均匀性,导致两个叶轮的水力效率值存在约2%的差别。
- 谭磊曹树良
- 关键词：离心泵叶轮设计数值模拟水力效率
- 中比转速离心泵叶轮的优化设计及数值模拟被引量：17
- 2010年
- 基于流体流动的连续方程和运动方程,通过两类相对流面的迭代计算,实现中比转速离心泵叶轮内准三维正问题的数值计算,得到了轴面速度分布.应用逐点积分法进行叶片骨线绘型,在轴面上加厚叶片,在保角变换平面上修圆叶片头部,实现了离心泵叶轮的反问题设计.正反问题进行迭代计算求解直至收敛,得到最终设计的叶轮.采用RNGk-ε湍流模型和SIMPLEC算法,对离心泵叶轮内三维流场进行数值模拟,得到了叶轮内压力和速度分布.模拟结果表明设计得到的叶轮内部压力分布非常均匀,流动稳定无分离,叶轮出口能量分布合理,所设计的叶轮具有优越的水力性能.
- 谭磊曹树良
- 关键词：离心泵叶轮优化设计数值模拟
- 温度体动网格模型中控制参数的研究被引量：4
- 2010年
- 采用调整导热系数和源项分布的方式,对温度体动网格模型所生成的网格品质进行控制.温度体动网格模型将运动边界的位移虚拟为求解域的温度边界条件,以流体能量方程或固体导热方程作为控制方程,通过选取不同的导热系数或源项分布可以得到适合不同求解问题需要的温度分布,并将求解得到的网格节点的温度作为其动态位移量.采用温度体动网格模型计算平动、三维旋转运动、柔性体运动等流固耦合计算中可能涉及的动网格算例.结果表明,在计算效率和生成网格的品质方面,与已有的动态网格生成方法相比,具有较大的优势,可以有效解决流固耦合数值模拟中存在的动态网格生成难题.
- 陈炎曹树良梁开洪祝宝山
- 关键词：流固耦合动态网格
- 遗传算法的改进及其在流体机械领域的应用被引量：7
- 2010年
- 对遗传算法流程进行了多方面的改进,形成了可以称为'基于排序的轮盘赌、选优策略、启发式交叉、自适应非均匀性变异、跨世代精英选择、小生境策略'的遗传算法.该算法弥补了基本遗传算法容易产生早熟现象而得到局部最优解的局限性,加快收敛速度,计算选取的种群较小,降低了计算工作量.应用改进遗传算法,以大型泵站钟形进水流道为研究对象,结合CFD分析了设计参数与出口流速分布均匀度的关系.研究结果表明,改进遗传算法能成功地应用于钟形进水流道的多参数优化设计,改善其水力性能,2参数和5参数的目标函数值分别达到了96.817%和97.285%,具有很好的工程实际应用价值.
- 陶海坤谭磊曹树良
- 关键词：流体机械遗传算法泵站进水流道
- 离心泵叶轮正反问题迭代设计方法被引量：21
- 2010年
- 基于流体的连续方程和运动方程,建立了S1流面速度势函数方程和S2流面速度梯度方程,并通过两类相对流面的迭代求解完成了离心泵内部流场的正问题计算。基于正问题计算得到的轴面流场,应用逐点积分法进行叶片绘型,在轴面上加厚叶片,在保角变换平面上修圆叶片头部,实现了离心泵叶轮的反问题设计。利用正问题计算的轴面流场进行反问题设计,将反问题设计得到的叶轮进行正问题计算,正反问题迭代计算直至收敛,得到最终设计的叶轮。该方法反问题设计所需的轴面速度采用叶轮正问题计算的结果,弥补了传统设计方法中轴面速度根据一元假定给出的缺陷,设计得到的叶轮负荷均匀、效率高、抗空化性能好,同时具有设计计算精度高、叶片表面光滑、数据齐全、便于数控机床加工制造等特点。
- 谭磊曹树良桂绍波祝宝山
- 关键词：离心泵叶轮流场计算
- 基于温度体动网格方法的微弯薄翼振动问题被引量：3
- 2010年
- 为研究微弯薄翼转轮在运行过程中存在的振动问题,发展基于温度体动网格模型的流固耦合算法。流体控制方程采用任意拉格朗日—欧拉方法描述下的基于特征线方程的分离算法求解,时间域采用特征线方程进行离散,动量方程采用非增量型分离算法求解。在每个时间步上采用温度体模型生成动态网格,并传递边界条件。温度体动网格方法将边界处的节点位移映射为求解域的温度边界条件,采用固体导热方程作为控制方程求解得到内部节点温度,并将其作为节点的动态位移。数值方法模拟转轮运行在工作攻角时,翼型振动存在的连锁区域。并对连锁区域的范围,涡脱落特性和翼型发生自激振动的可能性进行研究。作为对试验数据的补充,数值模拟还预测了运行在工作攻角附近情况下的连锁区域。
- 陈炎曹树良祝宝山梁开洪
- 关键词：旋涡脱落自激振动
- 离心泵前置导叶设计与试验被引量：10
- 2010年
- 借鉴传统风机前置导叶调节的经验,并针对其采用的二维翼型在叶片轮毂处由于翼型弦长较短对流体控制能力较差的缺陷,提出一种全新的适用于离心泵前置导叶预旋调节的空间导叶水力设计方法,该方法假定前置导叶出口的流体满足等速度矩条件,通过四次分布函数给定叶片安放角沿轴面流线的分布规律来控制叶片的空间形状,采用逐点积分法进行叶片骨线绘型,在圆柱展开面上对叶片骨线双面加厚完成三维空间导叶的水力设计。在此基础上,将该导叶应用于某离心泵,并对其在不同轴向位置和不同预旋角下进行了性能试验。结果表明:三维导叶能够有效拓宽离心泵的高效运行范围,改善其在非设计工况下的水力性能,且与无前置导叶工况相比,最高效率可提高2.0%,从而达到为离心泵增效节能的目的。
- 曹树良谭磊桂绍波
- 关键词：离心泵
