农业工程学报
農業工程學報
농업공정학보
2012年
1期
66-71
,共6页
张德胜%施卫东%张华%姚捷%关醒凡
張德勝%施衛東%張華%姚捷%關醒凡
장덕성%시위동%장화%요첩%관성범
轴流%泵%湍流模型%误差分析%性能预测%网格
軸流%泵%湍流模型%誤差分析%性能預測%網格
축류%빙%단류모형%오차분석%성능예측%망격
为了评价不同湍流模型在轴流泵性能预测中的精度,该文以南水北调工程轴流泵模型作为研究对象,分别选取了3种湍流模型标准k-ε湍流模型(standard k-ε)、重正化群k-ε湍流模型(renormalization group k-ε,RNG)和雷诺应力模型(reynolds stress model,RSM),基于SIMPLE算法(semi-implicit method for pressure-linked equations)和结构化网格,进行了轴流泵性能预测和全流场数值模拟,并以水利部天津同台测试的试验结果作为基准对预测扬程和效率进行了误差分析.研究结果表明,网格密度对模拟结果具有较大影响,较疏的网格导致性能预测精度降低,在大流量和小流量工况下预测的扬程和效率误差将达到3％以上；在最优工况下,Standard k-e、RNG kε和RSM湍流模型的扬程预测误差分别为0.97％、1.12％和1.24％,效率预测误差分别为2.93％、2.49％和2.97％,可满足工程应用要求；但在非设计工况下,由于二次回流、空化等复杂流动的存在,内部流场复杂,3种湍流模型的扬程最大预测误差范围为9.40％～14.30％,效率最大预测误差范围为4.48％～8.30％.该结论将为轴流泵性能预测的可靠性提供依据.
為瞭評價不同湍流模型在軸流泵性能預測中的精度,該文以南水北調工程軸流泵模型作為研究對象,分彆選取瞭3種湍流模型標準k-ε湍流模型(standard k-ε)、重正化群k-ε湍流模型(renormalization group k-ε,RNG)和雷諾應力模型(reynolds stress model,RSM),基于SIMPLE算法(semi-implicit method for pressure-linked equations)和結構化網格,進行瞭軸流泵性能預測和全流場數值模擬,併以水利部天津同檯測試的試驗結果作為基準對預測颺程和效率進行瞭誤差分析.研究結果錶明,網格密度對模擬結果具有較大影響,較疏的網格導緻性能預測精度降低,在大流量和小流量工況下預測的颺程和效率誤差將達到3％以上；在最優工況下,Standard k-e、RNG kε和RSM湍流模型的颺程預測誤差分彆為0.97％、1.12％和1.24％,效率預測誤差分彆為2.93％、2.49％和2.97％,可滿足工程應用要求；但在非設計工況下,由于二次迴流、空化等複雜流動的存在,內部流場複雜,3種湍流模型的颺程最大預測誤差範圍為9.40％～14.30％,效率最大預測誤差範圍為4.48％～8.30％.該結論將為軸流泵性能預測的可靠性提供依據.
위료평개불동단류모형재축류빙성능예측중적정도,해문이남수북조공정축류빙모형작위연구대상,분별선취료3충단류모형표준k-ε단류모형(standard k-ε)、중정화군k-ε단류모형(renormalization group k-ε,RNG)화뢰낙응력모형(reynolds stress model,RSM),기우SIMPLE산법(semi-implicit method for pressure-linked equations)화결구화망격,진행료축류빙성능예측화전류장수치모의,병이수리부천진동태측시적시험결과작위기준대예측양정화효솔진행료오차분석.연구결과표명,망격밀도대모의결과구유교대영향,교소적망격도치성능예측정도강저,재대류량화소류량공황하예측적양정화효솔오차장체도3％이상；재최우공황하,Standard k-e、RNG kε화RSM단류모형적양정예측오차분별위0.97％、1.12％화1.24％,효솔예측오차분별위2.93％、2.49％화2.97％,가만족공정응용요구；단재비설계공황하,유우이차회류、공화등복잡류동적존재,내부류장복잡,3충단류모형적양정최대예측오차범위위9.40％～14.30％,효솔최대예측오차범위위4.48％～8.30％.해결론장위축류빙성능예측적가고성제공의거.
