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Adaptability Analysis of Second Generation Vortex Recognition Method in Internal Flow Field of Mixed-flow Pumps
2020
Journal of Mechanical Engineering
摘要:流体机械内部涡的产生会严重影响流体机械的内流场及外性能,速度、压力等传统方式并不能全面揭示流场真实的流 动情况,而涡识别方法可以表征混流泵内部涡结构,识别涡的大小、位置和演变规律。采用大涡模拟对混流泵内部流场进行 高精度数值模拟,由此获得不同涡识别方法(涡量、螺旋度方法、λ 2 准则和 Q 准则)在混流泵内流场中识别出的涡结构。结果 表明:与涡量准则法相比,采用第二代涡识别方法更能获得详细的混流泵内部的涡结构。其中,Q 准则能剔除绝大部分的剪 切层影响,较其他涡识别方法更好地捕捉混流泵内部的涡结构,显示的涡大小更加精确。通过 Q 准则的识别,提取了混流泵 叶轮流道内规则的通道涡,此类型涡结构均匀分布在各个流道,叶片叶顶泄漏涡结构清晰,摆脱了壁面剪切层的干扰;导叶 叶片靠近轮毂处同样获取了规则的通道涡,通道涡均匀的分布在各个流道内,叶片尾缘脱落涡摆脱了壁面剪切层的干扰,可 以看到清晰的涡结构。Q 准则在第二代涡识别方法中脱颖而出,更适用于混流泵内流场的涡识别,在涡结构以及涡大小的显 示方面都具有优势,可用于旋转机械内流场的分析。 * 关键词:混流泵;大涡模拟;涡识别;Q
doi:10.3901/jme.2020.14.216
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