离心泵内导叶尾流与叶轮非定常相干机理及时序效应的研究

由导叶尾流与叶轮相干流动而诱发的非定常激振力问题是影响离心泵水力振动与稳定性的关键科学问题。本项目拟利用LDV与PIV对离心泵内的瞬态流动进行详细的实验测试，同时利用数值模拟的优势，针对现有涡粘亚格子应力模型对叶轮机械内流预示精度不足的缺陷，开发隐式亚格子应力模型，提高大涡模拟方法对强各向异性旋转湍流的模拟精度。通过试验测试与数值模拟两种手段，揭示进口导叶尾流及大尺寸分离漩涡在叶轮及叶片扩压器内运动与变形的规律，明确叶轮叶片所受非定常激振力与导叶叶片数、轴向间隙、运行工况等参数之间的关系，并创建关联式，为提高离心泵水力性能及运行稳定性奠定理论与技术基础。在此基础上进一步探讨离心泵静止部件间的时序问题，寻求控制和利用叶轮机械固有非定常特征的新思路，为建立考虑非定常性的水力机械设计体系提供理论支撑。

在项目执行过程中，项目组成员制定了详细的研究计划,基本按计划完成了项目的主要研究内容，发展了水力机械内部流动的大涡模拟方法，对离心泵关键几何参数对叶轮内部流动影响的非定常流动分析，建立了离心泵实验装置，对离心泵内部流动进行了PIV实验测试，研究了诱导轮和叶轮的相对周向位置对泵性能的影响，分析了前导叶和叶轮的轴向距离的影响，针对离心泵泵进口直管和弯管两种情况探讨了导叶和扩压器叶片之间的时序效应。项目组重视与国内外同行学者进行交流，先后有6人次参加国内、国际学术会议。将阶段性研究成果进行了总结，已在发表学术论文7篇（含1篇已录用论文），获得陕西省科技进步一等奖1项，获批专利1项。项目组也注意对人才的培养，结合本项目的研究，共招收培养硕士研究生6名，其中已毕业硕士研究生4名。