基于流固耦合的船用离心泵转子应力应变及模态研究

• 作者: 刘厚林 戴菡葳 王勇 蒋琳玲 黄浩钦
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 船用设备 离心泵 模态分析 流固耦合 应力应变 多相位分析
• 年，卷（期）: 2014,（15）
• 所属期刊栏目: 农业装备工程与机械化
• 页码范围: 98-105
• 页数: 8页
• 分类号: TH311
• 字数: 4376字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1002-6819.2014.15.014

摘要

为研究流固耦合作用对船用离心泵转子应力应变及模态的影响，该文以125clla-13型船用离心泵为研究对象，分别进行了非耦合和双向耦合瞬态非定常数值模拟，基于计算结果，对比了2种计算方式下最后一个旋转周期扬程的变化情况，重点分析了不同瞬态相位下单向和双向耦合方式对叶轮应力应变的影响，并在此基础上对基于流固耦合的转子模态进行了多相位分析。研究结果表明，各瞬态相位下双向耦合扬程预测值均比非耦合大，且双向耦合下波峰附近扬程预测值有局部波动；叶轮最大变形量位于后盖板上的流道出口边中间位置附近，最大应力值出现在叶轮出口后盖板与叶片背面交接处，各相位下双向耦合最大变形量和最大等效应力均大于单向耦合，流固耦合方式对叶轮应力应变有一定影响；叶轮最大变形量和最大等效应力位置及大小随瞬态相位变化而变化，叶轮流道中间区域扫过隔舌时，最大变形量出现极小值，且2种耦合方式下最大变形量位置变化不同，当叶片处在蜗壳第八断面附近区域时，最大等效应力出现极大值，2种耦合方式间最大变形量和最大等效应力的最大差值均出现在6°相位下，分别为0.17×10-5 m和0.296 MPa；流固耦合方式对转子模态的影响极小，瞬态相位不同，转子模态频率及振幅均出现一定幅度的脉动，最大频率脉动为0.9 Hz，最大振幅脉动为1.62 mm，均出现在第5阶模态处。该研究可为船用离心泵减振设计及结构优化提供参考。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	刘厚林	江苏大学流体机械工程技术研究中心	213	3413	35.0	47.0
2	王勇	江苏大学流体机械工程技术研究中心	138	1944	25.0	40.0
3	黄浩钦	江苏大学流体机械工程技术研究中心	7	86	5.0	7.0
4	戴菡葳	江苏大学流体机械工程技术研究中心	3	62	2.0	3.0
5	蒋琳玲	江苏大学流体机械工程技术研究中心	1	41	1.0	1.0