混流泵三维模型构建及数值计算开题报告

1. 研究目的与意义

应南水北调东线工程的需要，沿线计划新建51座大型泵站，要求扬程低、流量大、保证率高以及年运行时间长，泵的运行既要高效节能更要稳定可靠。

而对于南水北调东线工程来说，扬程高于7m的泵站，首选泵型则为混流泵。

混流泵利用叶轮旋转产生的离心力和推力联合作用工作，使流体沿轴向流入叶轮，斜向流出，因此又称斜流泵，有蜗壳式（卧式）和导叶式（立式）两种。

2. 国内外研究现状分析

国外对混流泵重视，特别是涉及军工领域的船舶喷水推进混流泵研究非常深入，开发出大量具有不同性能特点的混流泵水力模型来满足不同的工程应用要求。

美国麻省理工船舶水动实验室已将升力面理论用于喷水泵的分析与设计;新西兰hilton喷水泵采用流线曲率法(scm)与二维面元法相结合来实现准三维的叶轮设计。

1984年，c.s.t提出了一种给定环量分布的全三维有势流动设计方法：用叶片拱弧面上的附着涡代替无厚度叶片的作用，并将转轮内流动 分解为轴向平均流动和轴向脉动流动，根据clebsh公式确定叶片附着涡的强度，采用调谐分析求解轴向流动，通过迭代实现叶片造型。

3. 研究的基本内容与计划

要提高混流泵的能效，关键是要了解其内部流动现象、流动结构和能耗机理。

混流泵内部是三元非定常的紊流流动，流动分离现象常常会发生。

控制方程是强烈耦合的，且几何形状及边界条件也异常复杂。

4. 研究创新点

计算流体动力学（CFD）：1、 前端处理建模、数据录入、生成网格等；2、 计算和结果数据生成CFD的核心解算器（Solver）将根据具体的模型，完成相应计算任务，并生成结果数据；3、 后处理对生成的结果数据进行组织和诠释