改进型INTER-MIG桨尾涡结构的PIV试验与模拟

• 作者: 林伟振 周勇军 王璐璐 陶兰兰
• 来源期刊: 排灌机械工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 改进型INTER-MIG桨 搅拌釜 粒子图像测速 尾涡 大涡模拟
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 流体工程
• 页码范围: 158-164,171
• 页数: 8页
• 分类号: S277.9
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-8530.19.0178

摘要

采用粒子图像测速(PIV)技术和计算流体力学(CFD)对改进型INTER-MIG桨釜内尾涡结构进行研究,将数值模拟结果与PIV试验进行了比较,分析了几种湍流模型的差异;利用2D-PIV对尾涡结构进行涡量分析,并探讨桨叶直径对尾涡的影响,以及尾涡与湍动能之间的关系.结果表明:LES对尾涡的预测优于Reynolds平均法;改进型INTER-MIG桨在运动过程中产生运动轨迹不对称的上下尾涡,桨叶下尾涡先于上尾涡形成,下尾涡最大涡量高于上尾涡;在尾涡形成到发展至最大的过程中,桨叶直径对下尾涡的径向位移影响较大,在桨叶直径D/T=0.57时,桨叶下尾涡沿径向方向运动最快,湍动能最大;当尾涡开始衰减后,桨叶直径越大,尾涡耗散的速度越快;湍动能最大值介于两尾涡之间,且伴随着尾涡的发展而增大,随其衰弱而减小.研究结果表明改进型INTER-MIG桨釜内的搅拌机理,可以为该桨叶釜内的工程应用和优化设计提供有价值的参考.