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(武汉理工大学 a.能源与动力工程学院；b.高性能船舶技术教育部重点实验室；c.船舶动力系统运用技术交通行业重点实验室,武汉 430063)

离心泵在正常工作时会引起舰船壳体的低频振动，进而会向流场周围辐射噪声，对舰船的声隐身性能极为不利。目前已有的离心泵振动相关的研究主要针对泵体的振动特性[1-3]，或者针对内部非定常流动诱发的流体激励特性[4-8]，关于离心泵不同工况下的机脚振动特性研究未见报道。由于离心泵内部流场受到结构影响而产生的交变压力脉动是产生振动的主要原因之一，而流固耦合方法适用于解决离心泵的结构与内部非定常流场相互影响的问题[9-12]，因此考虑建立流体域、离心泵、转矩转速传感器、三相异步电动机以及机座的有限元模型，采用流固耦合方法对离心泵在不同工况下0～400 Hz内的机脚振动特性进行分析。

1 计算模型

1.1 模型参数

以IS100-65-315单级单吸卧式离心泵为研究对象，其设计参数见表1。

1.2 三维建模和网格划分

利用Pro/E分别建立离心泵流道计算域、整个泵体(包括蜗壳、叶轮、支架)、转矩转速传感

表1 离心泵设计参数

器、三相异步电动机以及机座的三维模型。为保证计算的可行性，提高运算速度和运算精度，未考虑泵体上的小孔、凸台和倒角。此外，在保证转矩转速传感器和三相异步电动机质量不变的情况下，将其简化成实心圆柱体。机座材料是结构钢，其他结构材料是铸铁，材料的属性见表2。

表2 材料特性参数