基于修正RNG k-ε模型的叶片泵非设计工况数值模拟

对于非设计工况下流体机械的流场计算,由于其偏离设计工况,分离流动严重等特点,使得用普通的湍流模型数值模拟精度不高。本文采用一种将涡粘性系数Cμ与湍流脉动动能和湍流耗散率的变化相关联的方法,对RNG k-ε湍流模型进行修正。为验证其对非设计工况下叶片泵的预测精度,分别采用修正模型和原始RNG模型,数值模拟了一比转速为439的叶片泵的内部流场,得到了其扬程、效率曲线及在典型工况下的内部流场流线分布。通过比较改进前后RNG湍流模型的数值计算结果,并与实验结果对比,得出修正RNG模型更能准确预测出非设计工况下叶片泵的流场特性。

基于有限元仿真的隔振通舱管件设计

为了控制船舶液压系统的振动向系统外传递,设计具有减振功能的通舱管件。同时为了验证该通舱管件的隔振效果,对其进行有限元建模,并进行基于显式动力学计算方法的数值仿真试验。数值仿真的结果表明,所设计的通舱管件具有良好的隔振效果,在相同的冲击载荷作用下,相对于原直接焊接在舱壁上的通舱管件,舱壁上同一节点处的振动加速度级由106m/s2下降到了104m/s2,新型通舱管件可有效地减小液压系统振动向系统外传递。

船舶管路阀门阻力系数试验研究

阀门局部阻力是船舶管路系统阻力的主要组成,阀门阻力系数对于船舶管路系统阻力计算具有重要影响。针对我国尚未对船舶管路阀门阻力系数进行系统研究的现状,对典型船用海水管路阀门阻力系数进行了试验测量,对比不同阀门结构及不同阀门开度下的阻力系数,分析影响阀门阻力系数的主要因素。结果表明,当阀门开启度在80%~100%,对系统流动阻力和流量分配不会产生明显影响,A型直通阀的阻力系数比B型直角阀的大1.5左右,截止止回阀的阻力系数略大于截止阀的阻力系数。依据试验研究结果,提出了优化阀门内部流道设计、改进阀门结构等降低阀门阻力系数的技术途径。

栅板压力脉动衰减器的设计与数值模拟

针对离心泵输出的压力脉动问题,借鉴孔板消除气体脉动的原理,设计了一种带有缝隙的栅板式压力脉动衰减器,并运用Fluent软件对其进行流场仿真,对缝隙宽度和缝隙数两个参数进行优化设计。通过计算发现,栅板式脉动衰减器可以对压力脉动进行衰减。此外,缝隙宽度和缝隙条数均是影响脉动衰减效果和插入压力损失的关键因素,因此,应考虑插入压力损失的同时获得最佳衰减效果。经过对管路通径为DN150的栅板进行计算发现,当缝隙宽度为5 mm、缝隙数为14时,压力脉动率最低,且其压力损失最小。

一种离心泵压力脉动衰减器的优化设计与试验研究

针对离心泵压力脉动频频率范围宽的问题,设计出一种可以同时衰减离心泵轴频脉动和叶频脉动的衰减器。该衰减器由蓄能器组和亥姆霍兹衰减器组成,根据其工作原理,对蓄能器容积、蓄能器充气压力、蓄能器阻尼孔和亥姆霍兹衰减器阻尼孔等参数进行优化设计,并对研制出的样机进行试验研究。试验结果表明,离心泵压力脉动衰减器对轴频脉动和叶频脉动均有较好的衰减器效果,离心泵在工作压力范围内,出口管路压力脉动均可衰减5dB以上。