离心泵内部流动数值分析及应用

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前言

第1章 绪论

1.1 离心泵简介

1.2 离心泵内部流动

1.2.1 离心泵内部流动不稳定数值分析

1.2.2 离心泵内部流动不稳定的表征

1.2.3 离心泵内部不稳定流动实验

1.2.4 离心泵的内外关联

1.2.5 转速对高速离心泵内部流场的影响

1.2.6 动静干涉对高速离心泵内部流场的影响

1.3 空化流动与诱导轮

1.3.1 空化模型和数值方法

1.3.2 空化状态下诱导轮内气泡的演化规律

1.3.3 来流含气对诱导轮空化发展的影响

1.3.4 诱导轮低温介质的空化特性

1.3.5 离心泵内的空化实验

1.4 控制方程和湍流数值模型

1.4.1 湍流 RANS 数值模型

1.4.2 湍流 LES 数值模型

1.4.3 湍流 RANS/LES 混合模型

1.4.4 空化模型

第2章 离心泵湍流模拟及发展

2.1 湍流RANS模型

2.1.1 基于SST k-ω湍流模型的改进

2.1.2 基于k-ω湍流模型的PR修正

2.1.3 联合考虑旋转和曲率的湍流模型改进

2.2 湍流大涡模拟

2.2.1 亚格子应力的螺旋度修正

2.2.2 基于螺旋度修正的大涡模拟分析

2.3 湍流混合模型

2.3.1 基于IDDES的方法改进

2.3.2 模型验证与结果分析

第3章 离心泵内部流动不稳定表征

3.1 能量梯度方法简介

3.1.1 压力驱动流动

3.1.2 剪切驱动流动

3.1.3 通用能量梯度函数

3.2 离心叶轮内能量梯度及其变化率

3.2.1 能量梯度

3.2.2 能量梯度变化率

3.3 基于能量梯度的微型离心泵的不稳定流动表征

3.3.1 几何模型和计算方法

3.3.2 结果讨论及分析

3.4 其他不稳定表征方法

3.4.1 基于熵产分析方法的离心泵内不稳定流动的表征

3.4.2 离心泵进口不稳定回流的形成和演化过程

3.4.3 基于全局线性稳定性-敏感性分析的不稳定流动模态表征

第4章 空化流动与诱导轮

4.1 基于OpenFOAM的绕水翼空化流动与湍动能输运分析

4.1.1 绕水翼空化流动特性分析

4.1.2 空化流动中湍动能输运分析

4.2 诱导轮离心泵内空化流动特性

4.2.1 无诱导轮离心泵内部流动的数值模拟

4.2.2 诱导轮内部流动特性

4.2.3 诱导轮离心泵空化特性的数值模拟

4.2.4 诱导轮离心泵外特性和空化特性实验

第5章 泵内数值模拟与性能预测

5.1 模型泵数值方法及验证

5.1.1 模型及方法

5.1.2 模拟参数设置

5.1.3 实验验证及分析

5.1.4 数值结果分析

5.2 模型泵性能预测及分析

5.2.1 偏工况下离心泵内主流场的不稳定流动特性

5.2.2 次流动区流动对瞬态压力脉动的影响

5.2.3 振动能量与内部流动损失的分析

5.3 大功率离心泵内部流动及分析

5.3.1 两级高速离心泵的非定常流动分析

5.3.2 五级离心泵内部的非定常流动分析

5.3.3 十级离心泵内部的非定常流动分析

5.3.4 十一级离心泵内部的非定常流动分析