[发明专利]基于弱可压流动分析的大功率离心泵水力性能预测方法

摘要

本发明提供一种基于弱可压流动分析的大功率离心泵水力性能预测方法，包括如下步骤：1)、新的亚格子应力模型的确立；2)、泵内全流场的数值计算，得到水力性能预测的基础数据；3)、根据水力性能预测的基础数据计算扬程、水力效率和汽蚀余量。本发明针对大功率高速流程离心泵内部流动特点和动态亚格子应力模式的不足，构建带螺旋度约束的动态亚格子模式，建立泵内弱可压高转速流场的数值模拟方法，实现离心泵水力性能的准确数值预测。

主权项

1.基于弱可压流动分析的大功率离心泵水力性能预测方法，其特征在于，包括如下步骤：1)、新的亚格子应力模型的确立；引入速度梯度非线性项和螺旋度对亚格子应力的影响项，采用质点轨迹拉格朗日时间平均，在滤波尺度函数中考虑当地速度信息的各向异性修正；采用联合约束应力模式：式中τ_ij为亚格子应力张量，为次滤波动态确定的应力项，为速度梯度非线性项，为螺旋度对亚格子应力的影响项；L_ij是里昂纳特应力；采用在质点轨迹上进行时间平均的拉格朗日轨迹平均法，来代替动态应力模式的系综平均，质点轨迹拉格朗日时间平均：基于当地速度场信息的各向异性修正方法：对Δ_x/Δ_z～1和Δ_y/Δ_z～1的近似各向同性网格亚格子漩涡系数可将公式中的Δ用Δ_eq取代；同时，考虑到离心泵内不同方向上速度存在较大的差距，拟基于当地速度场信息的各向异性修正方法，将局部流场信息引入到过滤器中，即：其中，a₁＝Δ_x/Δ_z，a₂＝Δ_y/Δ_z，为体现速度场信息的各向异性的自变量，为当地速度矢量，体现主流动和次流动在滤波尺度中的不同权重；Δ_x、Δ_y和Δ_z为实际流动的大涡数值模拟计算中各个方向上的过滤长度；2)、泵内全流场的数值计算，得到水力性能预测的基础数据；3)、根据水力性能预测的基础数据计算扬程、水力效率和汽蚀余量。