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带分流叶片离心泵全流场数值预报和设计方法研究的开题报告
一、选题背景与意义
离心泵是工业中常用的一种流体输送设备，其经过多年的发展和不断改进，已经应用于各个领域，如农业、石化、冶金等行业。离心泵的主要构成部分是叶轮和泵体，其基本工作原理是通过叶轮的旋转将液体产生离心力，并将液体从中心的吸入口吸入，经过叶轮的加速后，通过出口排出。然而，由于叶轮和泵体的不断磨损和损坏，使得离心泵的工作效率和流量都会发生变化，导致泵的性能下降。
因此，将分流叶片引入离心泵中，可以提高泵的性能和流量。分流叶片的作用是在泵的吸入口处形成一个强制的涡流，可以将吸入的液体均匀地输送到叶轮上，从而提高泵的效率和流量。但是，分流叶片的设计和优化通常需要依赖于实验和经验，成本较高，且效率不高。因此，采用数值模拟的方法来优化分流叶片的设计，可以大大降低成本，提高效率。本文拟开展带分流叶片离心泵全流场数值预报和设计方法研究，旨在探讨分流叶片在离心泵中的作用及其优化设计方法。
二、研究内容和方法
（一）研究内容
1.建立带分流叶片离心泵的几何模型，利用CFD软件对其进行网格划分和模拟求解。
2.建立基于涡旋法的流体模型，分析分流叶片的作用机理和影响因素。
3.研究分流叶片数量、尺寸和角度等参数对离心泵性能的影响，优化设计分流叶片的参数。
4.根据数值模拟结果，与实验数据进行比较，验证模拟结果的准确性和可靠性。
（二）研究方法
1.建立带分流叶片离心泵的三维几何模型，并进行流场网格划分。
2.借助CFD软件进行数值模拟求解，研究流体的速度、压力、涡量等参数的分布情况。
3.利用涡旋法分析分流叶片的作用机理和影响因素，并对分流叶片的参数进行优化。
4.根据数值模拟结果，与实验数据进行比较，验证模拟结果的准确性和可靠性，并优化分流叶片的设计和参数。
三、预期成果和意义
1.通过建立带分流叶片离心泵的数值模型和进行数值模拟，揭示分流叶片的作用机理和影响因素。
2.研究分流叶片数量、尺寸和角度等参数对离心泵性能的影响，并优化其设计和参数。
3.提出一种基于数值模拟的分流叶片优化设计方法，为离心泵的设计和优化提供参考依据。
4.为离心泵的应用和推广提供技术支持和理论参考。
四、研究进展计划
第一年：建立带分流叶片离心泵的数值模型，进行网格划分和数值模拟，分析分流叶片的作用机理和影响因素。
第二年：研究分流叶片数量、尺寸和角度等参数对离心泵性能的影响，并优化其设计和参数。
第三年：根据数值模拟结果，与实验数据进行比较，验证模拟结果的准确性和可靠性，并提出基于数值模拟的分流叶片优化设计方法。
五、参考文献
1.S.M.Ziada,J.Wu,Xu,H.(2009).Experimentalandnumericalinvestigationsofacentrifugalpumpwithastationaryvanelessdiffuser.JournalofFluidScienceandTechnology.
2.韩程，李昊，胡伟等（2016）。基于CFD的离心泵分流器最优设计。南京航空航天大学学报。。
3.N.Shara,M.Kanso,A.Hammoud,andW.A.Baalbaki(2017).Numericalsimulationofacentrifugalpumpwithamodifiedradialimpellergeometry.RevuedesEnergiesRenouvelables.
4.K.J.Kallio,J.Karvinen,J.Aalto,andS.Tikanmäki(2018).Designofmultioutletcentrifugalpumpsforsmallheatingsystems.JournalofFluidScienceandTechnology.