基于动边界LES的离心泵非稳定流固耦合及振动特性研究

项目名称： 基于动边界LES的离心泵非稳定流固耦合及振动特性研究

项目编号： No.51409123

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 水利工程

项目作者： 裴吉

作者单位： 江苏大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 离心泵在非设计工况运行时，内部流动呈现明显的不稳定性，非稳定的流固耦合作用将导致泵的强烈振动，是影响泵机组安全稳定运行的关键科学问题。由于流固耦合多学科交叉的复杂性，对离心泵偏工况不稳定流动作用下流固耦合机制的认识尚属空白。本项目将基于动边界LES方法对离心泵非稳定流固耦合及振动特性开展研究。采用LES方法对离心泵偏工况不稳定流场进行精确数值模拟，揭示流态及压力脉动特性，掌握不稳定流动激励频率特性；建立动边界LES非稳定流固强耦合预测模型，解决耦合计算的精度、稳定性、收敛性及计算效率等瓶颈问题；采用电涡量振动测量系统开展水力振动试验研究，实现对LES层面流固耦合计算的验证；采用基于小波变换的时频域联合分析，揭示非稳定流固耦合规律及振动特性；研究水力部件主要几何参数与流固耦合作用间的关系，初步提出离心泵偏工况非稳定流固耦合振动控制方法。本项目对提高离心泵运行稳定性具有重要的学术和工程价值。

中文关键词： 离心泵；流固耦合；非定常流动；动边界；振动

英文摘要： Obvious inner flow instability exists when centrifugal pump is operating under off-design conditions, resulting in, therefore, unstable fluid-structure interaction (FSI) phenomenon. The FSI effects can cause strong flow-induced vibration of pump and is a

英文关键词： centrifugal pump；fluid-structure interaction；unsteady flow；moving boundary method；vibration