振动与冲击
振動與遲擊
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JOURNAL OF VIBRATION AND SHOCK
2014年
23期
37-41
,共5页
张金凤%王文杰%方玉建%叶丽婷%袁寿其
張金鳳%王文傑%方玉建%葉麗婷%袁壽其
장금봉%왕문걸%방옥건%협려정%원수기
分流叶片%熔盐泵%双向流固耦合%非定常流动%结构动力特性
分流葉片%鎔鹽泵%雙嚮流固耦閤%非定常流動%結構動力特性
분류협편%용염빙%쌍향류고우합%비정상류동%결구동력특성
splitter blade%molten salt pump%FSI%unsteady flow%structural dynamic characteristics
为了研究在流固耦合作用下分流叶片对低比转数离心泵内部非定流动及结构动力特性的影响,以高温熔盐泵为研究对象,采用计算流体力学软件ANSYS CFX12.1和有限元软件ANSYS Workbench对有/无分流叶片的两种方案高温熔盐泵,进行了考虑泵内部流场和结构场的相互作用的双向流固耦合求解。对比分析了两种方案对泵非定常流动及结构动力特性的影响,结果表明:流固耦合作用使得各监测点的压力脉动和径向力脉动规律和幅值均发生了明显变化,说明在该类泵的流场模拟中,流固耦合作用较明显,不可忽视;分流叶片的添置减小了流场内压力脉动及径向力脉动幅值;带分流叶片转子的变形量变化梯度、等效应力变化梯度、最大变形量及最大应力值均小于不带分流叶片转子,且带分流叶片转子等效应力随时间的变化也明显小于不带分流叶片转子。即分流叶片的添置不仅有利于提高转子的承载能力,而且还有利于改善转子的变形和受力,从而提高转子的抗疲劳能力。
為瞭研究在流固耦閤作用下分流葉片對低比轉數離心泵內部非定流動及結構動力特性的影響,以高溫鎔鹽泵為研究對象,採用計算流體力學軟件ANSYS CFX12.1和有限元軟件ANSYS Workbench對有/無分流葉片的兩種方案高溫鎔鹽泵,進行瞭攷慮泵內部流場和結構場的相互作用的雙嚮流固耦閤求解。對比分析瞭兩種方案對泵非定常流動及結構動力特性的影響,結果錶明:流固耦閤作用使得各鑑測點的壓力脈動和徑嚮力脈動規律和幅值均髮生瞭明顯變化,說明在該類泵的流場模擬中,流固耦閤作用較明顯,不可忽視;分流葉片的添置減小瞭流場內壓力脈動及徑嚮力脈動幅值;帶分流葉片轉子的變形量變化梯度、等效應力變化梯度、最大變形量及最大應力值均小于不帶分流葉片轉子,且帶分流葉片轉子等效應力隨時間的變化也明顯小于不帶分流葉片轉子。即分流葉片的添置不僅有利于提高轉子的承載能力,而且還有利于改善轉子的變形和受力,從而提高轉子的抗疲勞能力。
위료연구재류고우합작용하분류협편대저비전수리심빙내부비정류동급결구동력특성적영향,이고온용염빙위연구대상,채용계산류체역학연건ANSYS CFX12.1화유한원연건ANSYS Workbench대유/무분류협편적량충방안고온용염빙,진행료고필빙내부류장화결구장적상호작용적쌍향류고우합구해。대비분석료량충방안대빙비정상류동급결구동력특성적영향,결과표명:류고우합작용사득각감측점적압력맥동화경향력맥동규률화폭치균발생료명현변화,설명재해류빙적류장모의중,류고우합작용교명현,불가홀시;분류협편적첨치감소료류장내압력맥동급경향력맥동폭치;대분류협편전자적변형량변화제도、등효응력변화제도、최대변형량급최대응력치균소우불대분류협편전자,차대분류협편전자등효응력수시간적변화야명현소우불대분류협편전자。즉분류협편적첨치불부유리우제고전자적승재능력,이차환유리우개선전자적변형화수력,종이제고전자적항피로능력。
In order to investigate the effect of splitter blades on unsteady flow and structural dynamic characteristics of a molten salt centrifugal pump,the directly coupled method considering interaction of fluid and structure was applied to compare the unsteadiness and structural dynamic characteristics of the pump with and without splitter blades by using ANSYS CFX 12.1 and ANSYS Workbench. By comparing the results of the unsteady flow and the structural characteristics,it was shown that the results of pressure fluctuation and the radical trust change greatly,the effect of FSI is very obvious,it cannot be ignored;the pressure fluctuation,the radical trust,the maximum equivalent stress fluctuations, the maximum deformation fluctuations,the equivalent stress distribution,and the maximum stress and the maximum deformation of the pump with splitter blades are smaller than those of the pump without splitter blades,so the splitter blades can improve the impeller loads and the capability of anti-fatigue.