低比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵內(nèi)流模擬和結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、針對低比轉(zhuǎn)數(shù)衛(wèi)生型離心泵等特殊用途離心泵基于經(jīng)驗和特殊結(jié)構(gòu)需要的設(shè)計難以達(dá)到最佳效果的問題,本文以低比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵為對象研究內(nèi)流場數(shù)值模擬和結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法,以一臺低比轉(zhuǎn)數(shù)衛(wèi)生型離心泵為實例,進(jìn)行內(nèi)流場的數(shù)值模擬和優(yōu)化分析.利用計算流體力學(xué)(CFD)技術(shù)對研究對象在多種工況下的內(nèi)部流動狀態(tài)進(jìn)行模擬,基于流動分析對多種結(jié)構(gòu)參數(shù)下的水力性能進(jìn)行預(yù)測,基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法進(jìn)行水力尺寸的優(yōu)化設(shè)計,通過試驗研究的手段驗證數(shù)值模擬和優(yōu)化的結(jié)果. 介紹

2、了離心泵內(nèi)部流動數(shù)值模擬的基本理論和方法,詳細(xì)闡述了在通用CFD分析軟件環(huán)境下的葉片造型、網(wǎng)格生成、邊界條件、壁面條件等實用技術(shù)和設(shè)置方法;介紹了離心泵內(nèi)部流動的詳細(xì)計算過程和方法,以及基于內(nèi)流數(shù)值模擬的外特性預(yù)測方法. 針對衛(wèi)生型離心泵實例在全工況下的內(nèi)部流動進(jìn)行了全流場數(shù)值模擬,給出了各過流部件的內(nèi)流場結(jié)構(gòu),分析了從小流量到大流量工況下的流場變化和外特性曲線,將全工況下的外特性結(jié)果與模型試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較分析,兩者能較好吻合

3、,驗證了數(shù)值模擬的合理性. 在基本模型分析的基礎(chǔ)上,研究了影響低比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵水力性能的關(guān)鍵參數(shù),并針對不同結(jié)構(gòu)參數(shù)和水力參數(shù)進(jìn)行內(nèi)部流動數(shù)值模擬和水力性能預(yù)測,對關(guān)鍵參數(shù)對性能的影響進(jìn)行了量化的比較分析.在此基礎(chǔ)上,通過基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化設(shè)計方法,對關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,給出了優(yōu)化過程和實例. 給出了試驗驗證方法、試驗測試與分析程序,并完成了試驗系統(tǒng)的調(diào)試,為進(jìn)一步開展試驗研究打下了基礎(chǔ). 本文給出低比轉(zhuǎn)數(shù)離