刘国辉，闫晓伟



双吸泵的多相位定常三维数值模拟

刘国辉，闫晓伟

（92060 部队，辽宁大连 116041）

采用ANSYS CFX软件，以雷诺时均（RANS）方程和剪切应力输运(Shear Stress Transport，SST)湍流模型为基础，对双吸泵设计工况进行了多相位定常三维数值计算。模拟结果揭示了泵扬程随叶轮与蜗壳相对位置的变化规律，其平均值与试验值较接近。获取了叶轮通道的流场分布、蜗壳进口截面上压力和速度分布规律及蜗壳特征断面上漩涡结构演化特征。结果表明，多相位定常流动数值模拟在节省大量计算资源的前提下可反映出泵内流场的非定常流动特性。

双吸泵 叶轮 蜗壳 CFD 多相位 数值模拟

0 引言

由于对泵内物理量的测量和流动现象的观察极不方便，又由于近年来计算机性能的提高和计算流体力学技术的发展，采用用数值计算的方法直接研究双吸泵内部三维粘性流动已成为行业热点[1-4]。定常计算可节省大量计算资源，相对非定常计算更易于引入工程实际。

叶片与蜗壳相对位置会对泵内压力与速度流场的分布产生影响[5-8]。为了使计算结果更合理，本文采用计算软件ANSYS CFX，选用剪切应力输运（Shear Stress Transport，SST）模式封闭雷诺时均方程（RANS)方程，对双吸泵设计工况进行多相位定常三维湍流数值模拟，研究了由于叶轮与蜗壳相对位置不同而引起的泵性能和流场特性的变化规律。

1 控制方程和计算模型

1.1 控制方程

求解双吸泵内三维湍流流动的控制方程为:

下式中：fi为体积力，p为作用在流体上的压力，r为海水密度，m为海水的分子粘性系数，为湍流动力粘性系数。……