罗桂山 周 翔 史学增

（1.海军驻上海704所军事代表室 上海200031；

2.中船重工集团第704研究所 上海 200031）

0 引 言

在船用领域，制冷机组可能长期运行在低负荷工况。因此，在制冷压缩机的设计中必须考虑全工况（尤其是小流量）下的运行特性。离心压缩机比螺杆及活塞压缩机有着更加宽广的调节范围，离心压缩机需要重点研究的核心部件是叶轮。离心三元叶轮的内部流动是复杂的三维粘性流动，凭借现有的试验手段要很难测量其中流场的细微结构。

计算流体力学（CFD）是基于计算机技术的一种数值计算工具，用于求解流体的流动和传热问题。CFD计算相对于实验研究具有成本低、速度快、资料完备、可以模拟真实及理想条件等优点。

本文运用Numeca公司研发的CFD软件，对一台自研制冷离心压缩机的三元叶轮进行内部三维粘性流场的数值模拟，并预测其性能，为压缩机低负荷工况降转速运行提供理论依据。通过变频调节降低转速能改善压缩机低负荷工况下的性能。

1 研究对象

本文研究的叶轮为带分流叶片的全三元闭式叶轮，如图1所示。

图1 叶轮外形图

该叶轮相关几何参数如表1所示。

表1 叶轮几何参数表

2 数值分析

2.1 网格生成

叶片的计算网格采用Numeca软件的Autoblade模块生成，计算网格如图2所示。

图2 计算网格

整个流场网格数量为610 736个，划分为12个区域。其中包括4块主流区域，2块长叶片近壁面区域，2块短叶片近壁面区域，长叶片进出口区域和短叶片进出口区域。相邻两个区域在边界处网都是匹配的。……