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| 1 | 离心泵非定常空化流场及空泡特征分析显示文摘为了揭示空化条件下离心泵叶轮内不稳定流场特性,采用数值模拟与试验相结合的研究方法,对离心泵叶轮内部空化流动进行了定常与非定常数值计算。结果表明:数值计算与试验得到的外特性曲线吻合较好;空化初生区域位于叶片背面靠近进口边附近,在空化发展过程中每个流道内部空泡含量并不相同;平衡孔处空化发生时间较迟,此处空泡生长独特并未发生扩散与转移;随着空化数的降低,空泡集中区域由后盖板附近向前盖板附近转移;空泡的发展对叶片背面压力的影响远大于工作面;叶轮各监测点压力脉动频谱具有典型的离散特征,压力脉动峰值出现在叶片通过频率fp及其高次谐波nfp处,压力脉动强度沿径向不断增强;随着空化数的减小空泡对压力脉动的影响逐渐加强。该研究结果可为优化过流部件和结构改善离心泵内部流动提供一定参考。 | 王东伟 刘在伦 曾继来 | 2020 | 流体机械2020，48，12： | 14 |
| 2 | 半开叶轮离心泵叶顶间隙非定常流动特性研究显示文摘为研究半开式离心泵叶顶间隙区域的非定常流动特性,应用SST k-ω两方程模型,对半开式离心泵进行了全流道数值模拟,利用快速傅里叶变换(FFT)将各监测点的时域值转换为频域值,并分析了泄漏涡轨迹与叶片载荷的相关机理以及泄漏涡的频谱特性。结果表明:泄漏涡涡核与叶片骨线的夹角θ随着叶尖载荷的变化发生了周期性脉动;泄漏涡加剧了叶尖处的流动分离,在叶片前缘形成了连接叶片表面与泵壳的涡管;在流量为0.75 Q d 时,叶顶前缘间隙处扰动主信号为0.51 f B ,该频率与二次泄漏以及叶尖处涡管的非定常脉动特性相关;随着流量减小,扰动信号频率有所波动,叶尖泄漏涡破碎位置向叶片前缘移动。 | 卢金玲 郭蕾 王李科 王维 郭鹏程 罗兴锜 | 2019 | 农业机械学报2019，50，6： | 11 |
| 3 | 吸油压力对外啮合齿轮泵空化特性的影响显示文摘为了研究高海拔和高空作业环境对齿轮泵工作性能的影响,分析了吸油压力对外啮合齿轮泵空化特性的影响规律。采用数值模拟和可视化试验的方法,针对农业机械液压系统中常用的渐开线外啮合齿轮泵进行分析研究。分别在0. 05、0. 10、0. 15 MPa的吸油压力下,数值模拟该泵内部流场的气体体积分数分布;利用高速摄像设备,试验观测记录该泵内的实际流动状态、气泡大小、气泡数量及空化程度等。结果表明:在3种不同的吸油压力下,泵内的油液均会出现不同程度的空化现象,空化强度由大到小依次表现为漩涡流、雾化流、气泡;随着吸油压力的升高,泵内油液中出现的气泡数目逐渐减少、气泡体积逐渐减小,泵内油液的最大气体体积分数和空化程度逐渐减小,使得泵内油液的流动状态越来越平稳,进而改善了齿轮泵出口流量的连续性和稳定性。 | 李明学 杨国来 李晓青 白桂香 柴红强 | 2019 | 农业机械学报2019，50，3： | 9 |
| 4 | 基于平衡孔偏移的离心泵空化性能改善研究显示文摘为了改善离心泵的空化性能,提出将平衡孔位置移至靠近叶片背面的方法。采用RNG k-ε湍流模型和Zwart-Gerber-Belamri空化模型,对不同空化数下平衡孔偏移前后的模型空化流场进行了数值计算与分析,结果表明:与原模型泵试验值相比,平衡孔偏移后,扬程、效率均有所下降,扬程降低幅度在4%之内,效率降低幅度在5%以内;在1.2Qe、Qe及0.8Qe流量下,平衡孔偏移后临界空化数均有所降低。平衡孔偏移改变了叶片背面静压低压区的分布,降低了叶片背面低压区流速,同时降低了流道内湍动能,提高了离心泵的空化性能;平衡孔偏移可以有效减小流道内空泡体积分数,改善叶轮流道内的流动条件,减弱空泡对流道的堵塞程度;平衡孔偏移后在一定程度上减小了轴向力,改善了离心泵受力状态。 | 王东伟 刘在伦 赵伟国 | 2020 | 农业机械学报2020，51，5： | 6 |
| 5 | 诱导轮叶片开缝对高速离心泵空化性能的影响显示文摘为研究诱导轮叶片表面开缝对高速离心泵空化性能的影响规律,设计叶片开缝系数k为0(叶片未开缝)、6.7%、13.3%、20%和26.7%五种叶片开缝方案。基于RNGk-ε湍流模型和Reyleigh-plesset空化模型对高速离心泵进行全流道三维数值模拟,对比分析了诱导轮截面内流线和压力分布规律、诱导轮内空泡发展过程及离心泵的空化特性曲线。研究结果表明诱导轮叶片入口轮缘处开缝可减小亦或是消除该区域的低压区,且对离心泵的水力性能的影响较小;缝隙可抑制并减小初生空化阶段空泡体积分布;开缝系数k对高速离心泵空化性能的影响存在最优值,该研究中开缝系数k=13.3%时,诱导轮的空化性能表现最优。 | 程效锐 李敏 蒋艺萌 | 2021 | 液压气动与密封2021，41，9： | 5 |
| 6 | 离心泵叶片布置凸起抑制空化的数值模拟显示文摘提出一种在叶片工作面布置凸起结构抑制空化发展的方法.选用比转速为32的离心泵作为研究对象,应用剪切应力输运(SST)k-ω湍流模型和Zwart空化模型模拟非定常空化流动,并进行外特性实验.结果表明:计算结果与实验结果符合较好;布置凸起结构后扬程和效率小幅下降,扬程下降在1.5%以内,效率下降在1%以内;凸起结构改变了叶片表面粗糙度,减弱了叶轮流道内近壁面湍动能,有效减少了空化区面积,抑制了空化的发展;布置凸起结构后离心泵内空泡体积明显减少,最大减少量为57.9%;布置凸起结构后叶轮流道内压力脉动主频幅值明显缩小,说明凸起结构对空化诱发的振动、噪声和磨损等也有一定的抑制效果. | 赵伟国 郭宝 亢艳东 | 2021 | 华中科技大学学报(自然科学版)2021，49，5： | 4 |
| 7 | 射流控制水翼空化流动的多工况适应性研究显示文摘空化时常会使船舶推进器、泵、水轮机等水力机械部件产生噪声、振动和腐蚀,导致设备总体性能的大幅下降,甚至破坏,因此开展空化流动控制具有重要意义。借助高速全流场测试技术,获得NACA66(MOD)原始水翼及射流水翼表面的空化形态,研究射流控制参数对空化抑制的影响规律,分析主动射流在变工况下对空化流动控制的适应性。研究发现:在不同工况下,主动射流均可以取得明显的空化抑制效果,当射流流量及射流位置不同时,空化流动控制效果不同。在云空化阶段,射流水孔与水翼前缘距离与弦长比值为0.19(H1模型)可以收到较好的空化抑制效果,且始终优于H2模型;而在片空化阶段,射流水孔与水翼前缘距离与弦长比值为0.45(H2模型)空化抑制效果更优。不同的射流流量系数可以实现对空化流场的主动控制,且存在最佳射流流量系数,使空化抑制效果最优。在给定射流位置(H1模型)和射流流量(流量系数为0.0245)时,在空化不断发展过程中(0.83≤σ≤1.46),空化抑制效果较为稳定,与实验获得最佳空化抑制有效性参数的偏差均在0.06以内,H1模型表现出良好的工况适应性,可实现多工况下空化的流动控制。 | 王巍 安昭阳 唐滔 张庆典 王晓放 | 2020 | 农业机械学报2020，51，10： | 3 |
| 8 | 离心泵空化诱导噪声研究进展显示文摘本文从离心泵空化水动力学实验测量、离心泵空化水动力学数值模拟、离心泵空化流动的声响应特性、离心泵流动诱导噪声激励机制以及离心泵空化诱导噪声抑制五个方面对离心泵空化诱导噪声研究现状和存在的问题进行总结与技术展望,认为:离心泵空化涡动-声响应之间的关系仍存在许多不明之处,且缺乏对非定常空化流动中两种尺度现象的综合分析;空化数值模拟未充分考虑离心泵内部流动的旋转、瞬态和非线性等特点,需要在实验的基础上对现有空化模型和LES湍流模式进行修正;离心泵流场、结构场、声场之间的能量转换机制仍未明晰,多场同步测量技术在离心泵空化研究方面的应用仍有待拓展,空化噪声测试的干扰因素较多,基于EMD方法的声信号去噪处理技术在非平稳和非线性的空化噪声研究中潜力巨大;流-固-声耦合作用的声边界条件法能够对空化噪声进行准确的预测;仿生设计、超空化泵和碟片式圆盘泵的开发是抑制离心泵空化、降低系统空化噪声的研究前沿。 | 司乔瑞 廖敏泉 邱宁 梁赟 袁建平 袁寿其 | 2022 | 船舶力学2022，26，5： | 3 |
| 9 | 基于FLUENT的二维阀空化与压力脉动的特性研究显示文摘二维阀将先导级和功率级集成在一个阀芯上,易于实现阀的快速工作和高频响应,具有结构简单、性能稳定、功重比大等优点。其先导级节流口引发的空化现象,是致二维阀压力脉动、振动和噪声的重要原因。通过数值计算,对阀口一个启闭周期内流场的空化特性和压力脉动进行分析可知:二维阀先导级流场中,节流口下游一侧的阀套斜槽区是空化发生的主要区域;阀口闭合一侧节流口处的速度最大值(108 m/s)高于开启侧节流口处的速度最大值(97.8 m/s),且高速持续时间长了0.2 s;阀口开启时程的空化程度严重,受此影响,闭合时程的空化区域面积较大;二维阀先导级流场的空化会引起压力脉动,近壁面压力脉动集中在50 Hz以内,阀套斜槽内的压力脉动呈宽频特性。 | 赵永华 阮健 丁川 郜峰 | 2022 | 振动与冲击2022，41，18： | 3 |
| 10 | 数值模拟在离心泵性能研究中的应用进展显示文摘通过对数值模拟在离心泵内流场湍流模型选用、机械性能及水力性能研究中的应用进展进行梳理,得出以下结论:相比传统的离心泵设计和性能研究方法,数值模拟可为实际操作提供近乎精确的理论数据支撑,有力促进了离心泵性能分析的快速发展. | 党明岩 王复兴 | 2020 | 辽宁师专学报(自然科学版)2020，22，4： | 3 |
| 11 | 压水室布置凹槽对离心泵内部流动特性的影响显示文摘以离心泵为研究对象,基于被动控制技术对压水室结构进行改型,在试验验证的基础上采用数值计算方法对离心泵内流场进行了计算,分析不同工况下凹槽结构对离心泵性能及流场流动结构的影响.结果表明:凹槽结构的布置可以改善离心泵大流量工况下的性能,扩大离心泵的稳定工作范围;在设计工况下,凹槽结构的压水室可减少叶轮和压水室内的低压区和低速区面积,并不同程度提高叶片不同展向位置的压力值,特别是在70%〜100%叶高范围内,凹槽结构对叶片压力面进口附近的压力提升更为明显,对改善离心泵抗汽蚀性能有积极效果;在0.8Qd〜1.4Qd(设计流量)工况下,凹槽结构压水室隔舌处压力脉动幅值有明显降低,特别是在0.8Qd下,压力脉动周期性更好,脉动峰值降幅可达74.14%,凹槽的布置起到了吸收流体冲击能量和稳定压水室内部流动的作用. | 申正精 楚武利 | 2019 | 华中科技大学学报(自然科学版)2019，47，12： | 2 |
| 12 | 抗空化航空双端供油泵设计与数值预测显示文摘针对双端供油泵上-下泵不同运行工况特性,分析了国外Park和Eaton公司的典型双端供油泵;设计上泵为圆锥等距诱导轮叶轮分体式、下泵为诱导轮叶轮一体式,并建立了上、下叶轮水力模型理论增压曲线;基于RNG k-ε湍流模型与ZGB空化模型对2种水力模型进行数值仿真,液相采用Jet A Liquid,汽相采用Jet A,分别仿真了7个单相定常及设计工况8个空化工况点。结果表明,当流量大于10000 L/h时,一体式诱导轮叶轮具有较高的效率,最高可达84.19%,增压比上泵高5~10 kPa,上下泵增压相差0.993%~3.800%,满足匹配性设计要求;当空化数为0.1时,上、下泵外特性增压分别下降了5.5,5.4 kPa,为初生空化;当空化为0.0566时,空化明显增加,主叶轮上出现了明显的空化区域,为发展空化;当空化数为0.0134时,诱导轮、叶轮大部分流道被空泡占据,增压分别为93.6,98.7 kPa,为完全空化;诱导轮叶轮分体式与一体式设计均能满足空化要求。 | 王维军 谭向军 黄巧平 | 2021 | 流体机械2021，49，5： | 2 |
| 13 | 切割叶轮对离心泵气蚀性能影响的数值分析显示文摘切割叶轮作为离心泵运行工况的调节方式应用普遍。伴随叶轮的切割,泵效率下降,气蚀性能变差。为了获得切割叶轮导致泵气蚀性能变差的原因,以某型号的双吸离心泵为研究对象进行了数值模拟。结果表明,叶轮的切割不会使泵进口的吸入性能变差,即从泵的入口到叶轮进口的损失没有变化,叶轮进口的低压区域也无变化;叶轮切割导致的扬程下降致使对气蚀性能的评判指标(3%的扬程降)改变,即必需气蚀余量变大。 | 毕智高 林禄彬 李史珍 | 2021 | 化工科技2021，29，3： | 1 |
| 14 | 带诱导轮的离心式航空燃油泵空化特性分析显示文摘为了研究离心式航空燃油泵空化流场特性,基于RNG k-ε湍流模型与ZGB空化模型,对某带诱导轮的离心式航空燃油泵三维内流场进行了数值计算,分析了诱导轮与离心叶轮叶片表面的空化区演变、燃油泵内部不同过流部件中的空泡区占比、叶顶泄漏涡空化、回流涡空化等流动现象。结果表明,诱导轮对空化的抑制有积极作用,三种不同工况下的空化余量NPSH值一样;诱导轮叶片表面的空化包括叶顶空化、云空化、叶梢空化等不同类型;空化数σ=0.0953时为临界空化点,诱导轮与叶轮区的空泡体积占5%~10%;回流涡空化首先产生于诱导轮叶顶背面附近,随着空化数的降低,回流涡空化区逐步与云空化融合;无论有无空化,燃油泵进口段始终存在明显的二次流。 | 罗丹 王维军 赵鑫 谭向军 吴大转 | 2022 | 风机技术2022，64，6： | 0 |
| 15 | 粗糙带对绕平头回转体初生空化流动特性的影响研究显示文摘为了探讨表面粗糙度对空化初生特性的作用效果,本文针对平头回转体开展了在不同粗糙带高度条件下的初生空化流动特性的数值研究。结果表明:数值计算得到的空泡形态、回转体表面速度分布以及流场中的时均涡量分布均与实验吻合较好;与无粗糙带条件相比,增加粗糙带会改变初生空穴的分布规律和近壁面的流场结构,当粗糙带高度较小时,初生空穴的形成、溃灭位置距回转体头部及近壁面较远;增设适当高度的粗糙带可以提高近壁面流场压力,降低流场内的水蒸气含量,从而抑制空化初生,减小空化流场局部区域的压力脉动。 | 傅琳琅 胡常莉 | 2022 | 船舶力学2022，26，8： | 0 |
| 16 | 三角形仿生微槽对离心泵定常流动影响的数值研究显示文摘在离心泵叶轮的上下盖板处布置三角形仿生微槽,研究该微槽对离心泵内部流动的影响。采用SST k-ω湍流模型,在不同工况下对有、无三角形仿生微槽的离心泵进行了定常数值模拟。结果发现:三角形仿生微槽结构的布置使泵的扬程和效率分别提升了约3.7%和0.8%,扩大了离心泵的稳定工作范围;在0.8~1.2倍标准流量工况下,该微槽不仅减少了叶片压力面附近的漩涡数,还削弱了漩涡强度,显著降低了离心泵叶轮叶片压力面前缘和后缘处的湍动能和拟涡能,其中叶轮流道截面处的拟涡能面平均值降幅为35.0%~78.4%。该研究表明置于叶轮盖板处的三角形仿生微槽可有效提升离心泵的扬程和效率,减小流体冲击导致的能量损耗,从而提高离心泵的内部流动稳定性。 | 王春贺 林培锋 | 2023 | 浙江理工大学学报(自然科学版)2023，49，2： | 0 |
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