[01060501]无堵塞泵CAD软件开发及其内部流动数值模拟

该研究围绕流道式无堵塞泵设计理论和CAD软件开发、双流道泵内三维不可压湍流流动计算、叶片式无堵塞泵内部三维固液湍流场数值模拟等方面开展研究。推导出了双流道泵叶轮轴面图的数学模型，提出了一种新的平面图流道中线的方程，给出了新的双流道无堵塞泵流道截面面积变化规律。提出了一种新的单流道泵叶轮平面图设计方法，新方法较原有方法更加方便、可靠，且所设计的泵具有较好的水力性能。总结出了面积比系数y与比转数ns之间的关系式。开发成功了单流道泵和双流道泵水力设计CAD软件。采用 SIMPLEC算法，数值模拟了双流道泵叶轮内的流动，揭示了双流道泵叶轮内三维不可压湍流流动的特征。在对两相湍流颗粒相进行受力分析的基础上，选择颗粒拟流体的 模型，建立固、液两相湍流的时均控制方程组，基于GEMCHIP算法编制程序，对叶片式无堵塞泵叶轮内两相湍流场的速度、压力场进行了的数值模拟，揭示了其内部流动特征。特点：实用性：解决了无堵塞双流道泵、单流道泵长期存在的效率低、设计周期长、可靠性差等难题。基于AutoCAD，利于Visual C++6.0开发成功了实用的无堵塞泵CAD软件，已经被国内外许多家单位采用。学术性：是对现有无堵塞泵理论与水力设计方法的发展和提高，已形成一套较完整的体系，并被国内外同行认可、推广和应用。前沿性：分别对无堵塞双流道泵内部及叶片式无堵塞泵内部三维湍流场进行了数值模拟，揭示了其流动特征。该成果已在全国泵行业举办5期培训班和讲座，发表学术论文30篇。研究的无堵塞泵设计方法已经被国内外许多设计人员采用，研究的无堵塞泵CAD软件已经被上海东方泵业有限公司、郑州电力机械厂、吉林市方田水泵有限公司、江苏亚太泵业有限公司等几十家泵厂应用，软件具有精度高、设计快速、使用简单等优点，采用该软件所设计的产品具有效率高、高效区宽等优点。