翼型间隙空化数值模拟的湍流模型比较分析
2020-05-13陆于衡冉红娟史天蛟刘永钱信如
排灌机械工程学报 2020年4期
关键词:模型
陆于衡,冉红娟*,史天蛟,刘永,钱信如
(1. 上海交通大学核科学与工程学院,上海 200240; 2. 中国核动力研究设计院,四川 成都 610213)
间隙泄漏空化现象常见于旋转水力机械,其叶片两侧的压差会使转轮与泵壳的间隙中产生空化.这类流动的湍流特性很强,将导致水力机械产生振动、噪声,从而影响效率.许多学者对间隙空化及相关流动进行了试验研究.早期RAINS[1]对压缩机间隙流动进行了研究.覃大清等[2]比较了轴流式水轮机中间隙空化和翼型片状、云状空化的差异.BOULON等[3]通过试验对翼型叶片顶部空化进行了研究,分析了不同间隙尺寸及壁面对空化的影响.张德胜等[4]通过流场可视化研究,发现轴流泵叶顶区域是空化最严重的区域.HIGASHI等[5]、DREYER等[6]利用流场可视化方法对间隙泄漏流动进行了研究,获得了流动及流场几何参数对间隙泄漏空化形态的影响.
由于空化试验对流速和设备要求较高,因此数值模拟成为重要的研究方法.WATANABE等[7]根据二维间隙空化的研究,对间隙涡空化的模型进行了修正.赵宇[8]、郭嫱[9]均根据间隙泄漏空化的特性,对空化模型进行了优化.CHENG等[10]利用SST-CC湍流模型和涡识别空化模型对翼型的间隙空化进行计算,并讨论了空化对间隙泄露涡产生的影响.
目前,对于翼型间隙泄漏空化的机理已有一些数值模拟研究,但针对不同湍流模型对计算影响的分析还比较少.文中对比3种不同湍流模型模拟间隙空化流动时的结果,并利用修正密度的RNGk-ε湍……
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