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网格划分对多级离心泵水力性能计算精度的影响

2021-05-17刘志远王秀勇杜永峰汪东山

西华大学学报(自然科学版) 2021年3期

刘志远,王秀勇,杜永峰,汪东山,吕 雪

(兰州理工大学能源与动力工程学院,甘肃 兰州 730050)

近年来,CFD 技术在泵的性能预测、流场分析和水力优化方面被广泛应用,并取得了良好的效果[1 − 7],同时在提高泵水力性能方面发挥了较大的作用。目前,提高CFD 的计算精度依然是研究的重点内容,其影响因素众多,其中一个重要因素就是计算域的网格划分。

网格划分是进行CFD 计算的关键一步,是保障数值计算精度的重要一环[8 − 9]。文献[10]探究了不同计算网格对离心泵数值计算精度的影响,结果表明计算网格中含有近壁面网格时计算精度最高,流场结构更符合实际流动情况。文献[11]以核主泵为研究对象,基于六面体网格,探究了影响核主泵计算精度的因素,结果表明合理的近壁面网格尺度能有效提高水力性能的计算精度。从目前已有研究来看,多级离心泵的研究主要集中在对泵内部流场的优化与分析中[12 − 15],而关于多级离心泵计算精度的研究还比较少,尤其是关于网格划分对多级离心泵计算精度影响的研究更少,因此有必要研究不同网格划分对多级离心泵水力性能计算精度的影响。

本文以节段式多级离心泵为研究对象,采用ICEM 软件将计算域分别划分为四面体网格、混合网格和六面体网格3 种网格方案,在网格无关性的基础上,采用FLUENT 软件在多流量工况点进行数值计算,并对各网格划分方案的计算精度进行综合分析,以期在网格划分方面为提高多级离心泵的水力性能计算精度提供参考。……

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