计算流体力学及其在泵站工程等领域的应用
2021-01-06李晓超谢威威郑建喆秦蓉张浩
河南水利与南水北调 2021年9期
关键词:泵站
李晓超,谢威威,郑建喆,秦蓉,张浩
(1.华北水利水电大学,河南 郑州 450045;2.中国民航大学,天津 300300;3.中铁十五局集团第五工程有限公司,天津 300133;4.河南天池抽水蓄能有限公司,河南 南阳474664)
0 引言
众所周知,在自然界中像水、空气等,受到任一微小剪切力能发生连续变形的物质称之为流体。流体流动过程中不可避免地会发生动势能等能量交换的复杂过程,研究并利用这种复杂的能量交换过程,有利于研发出更加先进的动力机械系统。研究流体运动的学科就称之为流体力学,如泵与风机等都是流体力学研究过程的产物,计算流体力学也是流体力学三个分支中的一个。
1 CFD技术
计算流体力学(Computational Fuid Dynamics,简称CFD,下同)源于航空航天领域中对飞行器的流场模拟。这门学科以经典流体力学为基础并结合了数值计算方法。与实验流体力学和理论流体力学相比,其研究周期短、计算成本低,而且可以模拟多相流等复杂流场流动且其内部流动“可视化”,可以通过数值模拟软件观测其流动过程任一点的流动状态。此外,CFD技术不受实验条件的限制,限制假设少,应用范围广。CFD技术已被广大专家学者应用到各自领域的研究当中,其可行性、精确性也得到了不断验证与完善。CFD技术不仅可以作为研究工具,解释理论分析结果和试验现象,同时还能作为一种工程工具,广泛应用于各个工程领域。
CFD技术是流体分析计算的一种新方法,应用优势十分明显。处理问题时可大大简化条件,且还能对结果的计算精度进行合理控制。……
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