串列泵叶栅相互作用对空化和水动力特性影响的机理研究

串列泵是一种能够满足航天和兵器等领域需要的紧凑型高性能水力机械。本项目将采用实验和并行计算相结合的方法，研究串列泵水翼叶栅相互作用对泵级空化和水动力特性影响的机理和规律。结合自开发的数值计算模型和商业软件形成并行计算平台，在不同的流动参数和叶栅相对位置的条件下，分别对串列水翼叶栅内的空化流动和紊流流动，以及串列泵内的紊流流动进行数值模拟；采用PIV、LDV和高速全流场显示技术观测串列水翼叶栅内的空化与紊流流动；测量串列叶栅的升力和阻力；进行泵级的外特性实验和叶轮内空化形态观察。综合获得的实验与计算、叶栅和旋转叶轮、精细流场和平均特性的结果，得出前后水翼叶栅相对位置变化对叶栅空化和动力特性影响的机理和规律；以及串列泵前后叶轮相对位置变化对水泵空化和能量特性影响的机理和规律；提出提高串列泵能量和空化特性的设计准则；丰富串列式水力机械的流动理论，为高性能串列泵的研究开发奠定理论基础。