CFD設計軟件及相應理論對于斜流泵葉輪及其它部件設計的作用

　　斜流泵又叫做導葉式混流泵，具有地面積少、外徑小抗氣蝕性能好、安裝維修方便以及效率高等特點。

　　其中，葉輪作為斜流泵的主要旋轉過流、主要的對液體做功的部件，對斜流泵水力特性影響起著重要的作用，但同時葉輪的應力及形變對其安全穩(wěn)定可靠運行又具有一定程度上的負面影響。故我們對葉輪部件的強度的探究和分析也是尤為必要的。

　　隨著近年來CFD軟件的升級和優(yōu)化，在斜流泵葉輪對其安全性和穩(wěn)定性影響方面的研究也逐步深入，更多的固耦合方法對關鍵旋轉部件進行強度分析。固耦合法對水輪機轉輪葉片應力特性進行分析；采用雙向同步求斜的方法對離心泵內(nèi)流場和葉輪構響應進行聯(lián)合求解研究了葉輪流固耦合作用對腐心泵內(nèi)部流場的影響；離心泵進行了考慮內(nèi)部流場和結構相互怍用的兩場交替聯(lián)合求解，并以相同的設置對不考慮流固耦合作用的內(nèi)部流場進行了計算；采用雷諾時均 Navier-Stokes方程和RMGk-雙方釋湍流模型，基于彈性體結構動力學方程，對軸流泵內(nèi)部流場和葉輪結構響應進行多工況雙向同步耦合求解，研究了流固耦合作用對軸流泵內(nèi)部流場的影響；基于流固耦合原理對離心泵葉輪進行結構分析，獲得了離心泵葉輪在不同工況下的等效應力及變形情況，分析了葉輪最大等效應力和最大總變形隨流量的變化情況；采用單向流固輞合方法對斜流泵葉輪稱合系統(tǒng)進行仿真計算，并分析葉片應力集中區(qū)域及變形位置。

　　以上成果多為研究離心泵、軸流泵等葉輪強度，隨著研究的深入，對斜流泵葉輪強度分析也逐步加強，但針對多工況條件下斜流泵葉輪強度分析相對較少。本研究選取不同流量工況，通過CFD軟件分別對斜流泵內(nèi)部流場進行數(shù)值分析，并基于流固耦合法在ANSYS Workbench中搭建流固合模塊對斜流泵葉輪強度進行數(shù)值計算，分別得出不同流量況下葉輪應力集中點以及變形分布情況，為斜流葉輪結構設計和強度優(yōu)化提供參考。