基于流固耦合的大型潜水轴流泵结构动力特性研究的开题报告.docx

基于流固耦合的大型潜水轴流泵结构动力特性研究的开题报告
一、研究背景与意义
潜水轴流泵是水电站、水源供应设施等水利工程和各类水上运输设备的重要部件，具有大流量、低扬程等特点，对其结构动力特性研究具有重要的理论和实际意义。与传统轴流泵不同的是，潜水轴流泵应用于水下环境，需要考虑其结构在水中的动力反应，因此必须进行流固耦合的数值模拟，研究其流场变化和结构的动力特性，以提高潜水轴流泵的性能和可靠性。
二、研究内容与方法
本课题将针对潜水轴流泵结构进行流固耦合数值模拟，通过建立三维流场模型和有限元结构模型，进行流场-结构相互作用分析，研究潜水轴流泵在不同工况下的结构响应和动力特性。同时，采用实验方法验证数值模拟结果的准确性。
三、研究进展与预期成果
目前，国内外在潜水轴流泵结构动力特性研究方面有一定的进展，但还存在一些问题和不足之处，如缺乏耦合模型的精度和可靠性、实验方法不够完善等。因此，本课题将在此基础上继续深入探究，以实现以下预期成果：
1、建立适应于潜水轴流泵的流体-结构耦合模型，提高模拟精度和可靠性；
2、研究不同工况下潜水轴流泵的结构响应和动力特性，在优化设计和运行控制方面提供理论支持；
3、开发适用于潜水轴流泵的实验平台，验证数值模拟结果的准确性。
四、研究意义与应用价值
本课题的研究成果具有以下意义和应用价值：
1、可以为潜水轴流泵的设计和运行控制提供理论支持和技术指导；
2、为相关工程应用提供可靠的理论和技术支持，提高设备的性能和可靠性；
3、对于类似的流固耦合问题提供一定的参考价值和借鉴经验，推动相关领域的发展。
五、研究计划与预期时间节点
计划于2022年开始，预计研究时间为3年，具体时间节点如下：
2022年：建立流体-结构耦合模型，进行数值模拟和实验设计；
2023年：开展数值模拟和实验测试，并验证数值模拟结果；
2024年：总结研究成果，撰写论文并进行学术交流。
六、参考文献
[1]Duan,J.,Dong,X.,&Zhang,Y.(2016).Computationalfluid-structureinteractionmodelingofaxial-flowpumps:Areview.JournalofFluidsEngineering,138(3),030801.
[2]Zhang,X.,Wang,C.,Zhao,Y.,&Qin,J.(2019).Numericalsimulationandflowanalysisofsubmersibleaxial-flowpump.JournalofAppliedFluidMechanics,12(1),37-45.
[3]李明.潜水轴流泵的研究现状及展望[J].海峡科学,2017,36(6):161-165.