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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