[发明专利]基于能量梯度理论的分流叶片进口直径确定方法

摘要

本发明提出了一种基于能量梯度理论的分流叶片进口直径确定方法。本发明包括如下步骤步骤(1).模拟离心泵内的流动物理参数；步骤(2).计算整个流场的能量梯度函数K；步骤(3).改变分流叶片进口直径，计算获得整个流场的能量梯度函数K值；步骤(4).对比不同分流叶片进口直径，确定最优分流叶片进口直径。本发明利用CFD技术和能量梯度理论，通过对比不同分流叶片进口直径下能量梯度函数K值的大小，来确定最优的分流叶片进口直径。得到的最优分流叶片进口直径的离心泵，可以减小部分工况条件下离心泵叶轮内的不稳定现象，进而提高离心泵的稳定性。

主权项

基于能量梯度理论的分流叶片进口直径确定方法；其特征在于包括如下步骤：步骤(1).模拟离心泵内的流动物理参数；步骤(2).计算整个流场的能量梯度函数K；步骤(3).改变分流叶片进口直径，计算获得整个流场的能量梯度函数K值；步骤(4).对比不同分流叶片进口直径，确定最优分流叶片进口位置；步骤(1)所述的模拟离心泵内的流动物理参数参数具体如下：利用CFD技术模拟离心泵内部流体流动，得到整个流场的物理参数；所述的物理参数包括水流速度、压强分布、流线分布具体获取如下：针对任一工况条件下的离心泵，采用CFD技术对离心泵内部流动进行三维数值模拟，模拟过程中控制方程采用三维不可压缩的平均雷诺纳维‑斯托克斯方程和连续性方程模拟离心泵内的流体流动，并利用有限体积法对控制方程在空间上进行离散；时间推进采用半隐式的格式；然后，在计算域上施加边界条件，分别在给定的几何参数和不同的流动条件下，进行模拟计算，并获得流场物理参数，包括水流速度、压强和流线分布；所述的对比不同分流叶片进口直径，确定最优分流叶片进口位置具体如下：根据能量梯度函数K值的分布，判断流动离心泵叶轮部分流动的稳定性情况，判断的标准是K值越大，流动越不稳定，K值较大的区域越大，流动的稳定性越差；当Dsi＝0.7D2时，叶轮流道中K值较大的区域减小到最少，流场也相应变得更加均匀，可以起到明显改善叶轮出口射流‑尾迹结构，提高整体流动性能的作用，Dsi表示分流叶片的进口直径，D2表示叶轮的直径。