理论教育 深度探析1.4本书的研究内容

深度探析1.4本书的研究内容

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:基于上节的分析可知,离心泵瞬态水力激振及流固耦合问题是一项多学科知识交叉的研究领域,主要涉及离心泵转子动力学、离心泵非定常流动、流固耦合力学等问题。此外,还将分析压力脉动源与非定常激励源之间的相互关系,以便进一步揭示单叶片水力不平衡的特殊叶轮流道内的非定常流动机理。

深度探析1.4本书的研究内容

基于上节的分析可知,离心泵瞬态水力激振及流固耦合问题是一项多学科知识交叉的研究领域,主要涉及离心泵转子动力学、离心泵非定常流动、流固耦合力学等问题。尽管每个领域的研究工作在各自的研究范畴内都取得了一定的进展,但是在离心泵领域综合考虑上述问题以及它们之间的相互关系却是一个全新的课题。本书的研究工作主要有以下几个方面:

1)总结分析三维流固耦合求解方法的相关理论,并根据离心泵转子系统的振动特性以及内部非定常流场的湍流特性,确定求解离心泵瞬态水力激振流固耦合作用的耦合求解方式。

2)建立并完善单叶片离心泵转子瞬态水力激振测量试验系统,拟采用非接触式电涡量位移传感器在静止坐标系下测量旋转部件的振动位移,提出获得仅由流动激励产生的转子振动位移的试验测量方法及试验数据的相关处理方式,以便最终得到由动静干涉周期性流动引起的瞬态水力激振的振幅和相位,为后续验证离心泵瞬态水力激振流固耦合求解的正确性提供参考依据。

3)根据离心泵叶轮结构-流体耦合系统特性,建立基于迭代求解策略的瞬态水力激振流固耦合计算。通过将流固耦合计算的单叶片叶轮振动位移与试验测得的结果进行对比分析,以证实本书建立的流固耦合计算以及关键参数的选择是可信的,并以此解决目前流固耦合计算准确性无法验证以及对耦合计算关键参数选择无参照的问题,为后续离心泵流固耦合特性研究建立基础。(www.daowen.com)

4)基于标准差算法,对单叶片离心泵全流道内三维湍流流动的动静干涉压力脉动强度进行定义,分析考虑整个旋转周期内计算结果的压力脉动强度在离心泵流道内的分布情况,获得离心泵内部压力脉动源的位置。应用整个旋转周期内的非定常速度场和湍动能结果,分别定义速度非定常强度和湍流强度系数,对叶轮、蜗壳流道以及离心泵泵腔内的流体非定常强度分布进行分析,得到动静干涉非定常强度的位置。此外,还将分析压力脉动源与非定常激励源之间的相互关系,以便进一步揭示单叶片水力不平衡的特殊叶轮流道内的非定常流动机理。

5)应用在单叶片离心泵上成功建立的流固耦合求解方法,对1台蜗壳式普通离心泵转子-流动耦合系统进行流固耦合振动求解。分析不同工况下叶轮结构的周期性振动、等效应力的变化以及水力径向力随时间的波动等,旨在揭示普通离心泵转子水力激振的流固耦合规律。

6)在考虑流动三维效应的基础上,定义三维速度非定常强度以及三维湍流强度,以全新的视角对普通离心泵内部非定常压力场、非定常速度场以及湍流场特性进行研究。旨在获得整个旋转周期内的压力脉动强度、速度非定常强度以及湍流强度的分布规律。

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