叶片泵设计数值模拟基础与应用PDF电子书下载

第1章 泵数值模拟基础知识 1

1.1 泵数值方法简介 1

1.1.1 网格生成 1

1.1.2 网格划分工具 2

1.1.3 数值计算方法概述 3

1.2 有限体积法 6

1.2.1 通用对流扩散方程的有限体积离散 6

1.2.2 流场求解的SIMPLE算法 8

1.2.3 交错网格离散法 10

1.2.4 SIMPLE改进算法 14

1.2.5 非正交同位网格有限体积法 19

1.2.6 商业求解器 20

1.2.7 后处理 21

1.3 湍流发展概述 22

1.3.1 湍流的概要介绍 22

1.3.2 常用的湍流模型 22

1.3.3 空化模型 29

1.3.4 泵流动模拟的基本概况 30

第2章 水力部件三维造型方法 32

2.1 圆柱形叶片 32

2.1.1 新建NX文件 32

2.1.2 导入叶片型线 33

2.1.3 绘制补充图 34

2.1.4 创建叶片实体 35

2.2 扭曲叶片 37

2.2.1 录入轴面流道型线 37

2.2.2 新建NX文件 38

2.2.3 从AutoCAD文件导入工作面和背面的型线 38

2.2.4 进行扭曲叶片工作面与背面轴面截线的绘制 39

2.2.5 叶片工作面和背面的绘制 39

2.2.6 叶片各曲面的绘制 40

2.2.7 叶片实体化 40

2.2.8 阵列叶片 40

2.2.9 回转轴面投影图 41

2.2.10 求交 41

2.2.11 保存文件 42

2.3 双流道泵叶轮 42

2.3.1 新建NX文件 42

2.3.2 绘制空间流道中线 43

2.3.3 确定流道中线上各个分点 45

2.3.4 在流道中线各个分点处作流道截面 46

2.3.5 绘制流道 50

2.3.6 绘制叶轮 53

2.4 双叶片污水泵叶轮 55

2.4.1 新建NX文件 55

2.4.2 创建叶片曲面特征 55

2.4.3 创建叶片实体 58

2.5 混流泵叶轮 59

2.5.1 新建NX文件 60

2.5.2 导入叶片表面曲线特征 60

2.5.3 创建叶片曲面特征 62

2.5.4 创建叶轮实体特征 65

2.6 轴流泵叶轮 69

2.6.1 理解二维图 70

2.6.2 用数据文件建立叶片工作面曲线 71

2.6.3 新建NX文件 72

2.6.4 导入叶片表面曲线特征 72

2.6.5 创建叶片曲面特征 73

2.6.6 创建叶轮实体特征 74

2.7 蜗壳 78

2.7.1 新建NX文件 79

2.7.2 断面及基圆绘制 79

2.7.3 扫掠各截面 81

2.7.4 导入蜗壳平面外形图 82

2.7.5 压水室绘制 83

2.7.6 隔舌绘制 83

2.7.7 各部分实体求和 84

2.7.8 生成蜗壳实体 84

2.8 径向导叶 85

2.8.1 新建NX文件 86

2.8.2 绘制正反导叶 86

2.8.3 对导叶隔舌进行造型 87

2.8.4 绘制前后肋板 88

2.9 空间导叶 89

2.9.1 新建NX文件 90

2.9.2 导入叶片表面曲线特征 90

2.9.3 创建叶片曲面特征 91

2.9.4 创建导叶实体特征 94

第3章 ANSYS ICEM和CFX软件 98

3.1 ANSYS ICEM网格划分操作 98

3.1.1 总体概况 98

3.1.2 几何标签栏 100

3.1.3 网格标签栏 111

3.1.4 块标签栏 113

3.1.5 导出网格标签栏 121

3.1.6 网格划分演练 122

3.2 ANSYS CFX软件操作 129

3.2.1 前处理 130

3.2.2 后处理举例 139

第4章 典型叶片泵数值模拟实例 144

4.1 离心泵定常和非定常数值模拟 144

4.1.1 几何模型 145

4.1.2 叶轮网格划分 146

4.1.3 蜗壳网格划分 155

4.1.4 其他部件网格划分 157

4.1.5 CFX的设置及计算 158

4.1.6 查看残差收敛情况 164

4.1.7 非定常计算 165

4.1.8 查看非定常残差收敛情况 167

4.1.9 后处理 167

4.2 多级离心泵数值模拟 173

4.2.1 多级泵的整体结构 174

4.2.2 叶轮网格划分 174

4.2.3 导叶网格划分 181

4.2.4 CFX的前处理 183

4.2.5 计算 188

4.2.6 CFX的后处理 188

4.3 污水泵固液两相流数值模拟 194

4.3.1 网格划分 195

4.3.2 边界条件 195

4.3.3 后处理 202

4.4 混流泵数值模拟 206

4.4.1 创建各部件几何体 207

4.4.2 进口段结构化网格划分 208

4.4.3 叶轮网格划分 213

4.4.4 导叶网格划分 222

4.4.5 出口弯管网格划分 233

4.4.6 前处理 242

4.5 轴流泵空化数值模拟 242

4.5.1 空化的定常模拟 242

4.5.2 空化的非定常模拟 253

4.6 本章小结 256

第5章 叶片泵流固耦合数值模拟实例 257

5.1 流固耦合方法 257

5.2 单向流固耦合 258

5.2.1 新建文件 258

5.2.2 流体域几何模型的处理及网格划分 259

5.2.3 流体域前处理及求解 263

5.2.4 固体域的处理 266

5.3 双向流固耦合 270

5.3.1 新建文件夹 270

5.3.2 固体域的设置 270

5.3.3 流体域的设置 272

5.3.4 求解 274

5.3.5 后处理 275

5.4 基于单向流固耦合的转子部件的模态分析 275

5.4.1 新建文件夹 275

5.4.2 流固耦合设置 276

5.4.3 模态分析 276

5.4.4 湿模态分析 277

参考文献 280