国家高技术研究发展计划(2008AA05Z201)
- 作品数：13 被引量：128H指数：8
- 相关作者：曹树良谭磊祝宝山桂绍波邴浩更多>>
- 相关机构：清华大学武汉第二船舶设计研究所更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：机械工程农业科学理学水利工程更多>>
- 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
- 混流泵叶轮的正反问题迭代法设计及流动分析被引量：2
- 2013年
- 提出了用正反问题迭代法设计混流泵叶轮的新方法。该方法能够有效地弥补传统方法设计叶片时轴面流动的计算仅满足流体连续方程的缺陷,同时考虑了叶片形状对轴面流场计算的影响。通过两类相对流面迭代求解流体连续方程与运动方程,完成设计叶轮的正问题计算。采用逐点积分法进行叶片骨线绘型,在轴面上加厚叶片,在保角变换平面内修圆叶片头尾部,完成反问题设计。正反问题迭代计算直至收敛,最终完成混流泵叶轮的设计。采用SIMPLEC算法,通过求解Navier-Stokes方程和RNGk-ε湍流模型方程,模拟了混流泵叶轮内的三维流场,获得了叶轮内的速度与压力分布。结果表明:正反问题迭代方法设计的叶片对于水流的控制能力增强,叶轮内部流动稳定,压力分布均匀,具有更优的水力性能。
- 邴浩张勤昭曹树良谭磊祝宝山
- 关键词：混流泵叶轮
- 前置导叶预旋调节离心泵性能的数值预测与试验被引量：23
- 2009年
- 在分析叶轮进口流态的基础上,给出了一种用于调节离心泵工况点的前置导叶水力模型设计方法,目的是通过减小离心泵在变工况条件下叶轮进口的冲击损失和回流损失来改善在非设计工况的水力性能,拓宽高效运行范围。基于SIMPLEC算法,通过数值求解Reynolds平均Navier-Stokes方程和RNGk-ε湍流模型方程,模拟了不同预旋角度下前置导叶离心泵全流道的三维湍流流场,外特性计算结果和试验数据吻合较好。在此基础上,分析了离心泵前置导叶预旋调节的基本规律及调节机理。
- 桂绍波曹树良谭磊祝宝山
- 关键词：离心泵数值模拟
- 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
- 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
- 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
- 入流角对圆截面90°弯管内高雷诺数流动的影响被引量：14
- 2009年
- 分析了圆截面弯管内部流动规律。将大涡模拟与基于特征线的分离算法相结合,在雷诺数Re=6×104下,对弯曲段中心线量纲一曲率半径为1的90°圆截面弯管流动进行有限元数值模拟,研究入流角对二次流、分离、偏流及流动阻力的影响,入流角度的范围为-16°至16°。结果表明:负入流角会削弱二次流强度,但增强了偏流度和弯管内的流动分离;正入流角的效果相反。与二次流相比,偏流是造成弯管损失的更重要因素。弯管损失在正入流角下具有极小值。
- 梁开洪曹树良陈炎祝宝山
- 关键词：大涡模拟有限元法圆截面偏流
- 基于滤波器湍流模型的水翼空化数值模拟被引量：10
- 2010年
- 采用界面捕获法,在均相流模型假设下,引入滤波函数修正了RNGk-ε湍流模型,基于正压流体假设的状态方程空化模型.采用SMPLEC算法,数值求解雷诺平均的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基本一致,较好地模拟了非定常空化云的初生、发展、断裂和脱落的周期性过程,非定常流动的斯特劳哈数与试验结果相吻合.给出了2个时刻的翼型表面速度矢量场,分析了空泡内部流动结构,结果发现翼型空泡尾部的反向射流是引起翼型表面局部压力升高,进而导致空泡发生断裂及空化云脱落的重要原因.
- 谭磊曹树良
- 关键词：数值模拟
