变转速工况下轴流泵内部流动特性的数值模拟研究的任务书.docx

变转速工况下轴流泵内部流动特性的数值模拟研究的任务书
任务书
一、研究背景和意义
随着工业化和城市化的不断推进，水泵作为重要的流体力学设备，在工业、建筑、城市供水和排水等领域得到了广泛应用。其中，轴流泵由于其叶轮的设计使得其具有高效节能、流量大、体积小等优点，成为了水泵领域中最为常见的类型之一。
然而，在实际应用时，轴流泵内部的流动特性可能受到水的温度、粘度、密度等因素的影响，从而导致泵的性能出现一定的偏差，影响了泵的使用效果。为此，需要对轴流泵内部的流动特性进行深入研究，了解流场的分布、流速的分布和变化规律等，为泵的设计、优化和改进提供理论依据。
本研究旨在采用数值模拟方法，研究变转速工况下轴流泵内部的流动特性，探究轴向叶片角度、叶轮径向间隙等参数对轴流泵性能的影响，为轴流泵的优化设计和性能改进提供理论基础。
二、研究内容和方法
1.研究内容
（1）通过数值模拟方法，建立变转速工况下轴流泵内部的三维流场数值模型，分析轴流泵内部的流动特性。
（2）采用CFD计算分析软件，模拟轴流泵内部流场中的各个参数，包括压力分布、速度分布、旋涡分析等，研究不同工况下轴流泵的性能。
（3）探究轴向叶片角度、叶轮径向间隙等设计参数对轴流泵内部流动特性的影响。
2.研究方法
（1）采用ANSYSFluent等CFD计算分析软件，建立轴流泵内部的流场数值模型。
（2）以变转速工况下的轴流泵为研究对象，通过计算机模拟的方法，模拟、分析轴流泵内部流场的变化规律。
（3）对研究结果进行分析和总结，探究轴向叶片角度、叶轮径向间隙等参数对轴流泵性能的影响，为轴流泵的优化设计提供理论支持。
三、研究计划及预期结果
1.研究计划
（1）阶段一：文献调研、数值模拟流场建模，预计耗时2周。
（2）阶段二：计算分析，模拟轴流泵内部的流场分布、速度分布、压力分布等参数，预计耗时3周。
（3）阶段三：结果分析和总结，探究轴向叶片角度、叶轮径向间隙等参数对轴流泵性能的影响，预计耗时1周。
（4）阶段四：编写论文、制作PPT等，预计耗时2周。
总计规划用时8周。
2.预期结果
本研究期望通过数值模拟研究，了解和掌握轴流泵内部流场的分布、流速的分布和变化规律等，并探究轴向叶片角度、叶轮径向间隙等参数对轴流泵性能的影响。研究结果可为轴流泵的优化设计和性能改进提供理论基础。预计可以得到下面的研究结果：
（1）建立了轴流泵内部的三维流场数值模型，能够模拟轴流泵内部的流动特性。
（2）研究了流场中压力、速度、旋涡等指标，为轴流泵性能的优化和改进提供了参考。
（3）探究了轴向叶片角度、叶轮径向间隙等设计参数对轴流泵内部流动特性的影响，并提出了轴流泵优化设计的建议和措施。
（4）完成了一篇论文，内容丰富、结论明确、逻辑清晰，同时编制一份PPT报告，将研究成果向相关领域的专业人员进行演示和阐述。
四、参考文献
1.许文彬,孔丽华.基于ANSYSFluent的轴流泵流场数值分析[J].计算机工程,2019.
2.姜珂,王起磊.轴流泵性能及其优化与研究[J].佳木斯大学学报(自然科学版),2019.
3.秦阳,董璞.轴流泵性能测试与分析[J].哈尔滨商业大学学报(自然科学版),2020.
4.林松田,黄绍程,张志强.一种轴流泵深度优化设计方法[J].机械设计,2019.
5.陈渭,李国春.轴流泵流道形状优化设计研究[J].青岛科技大学学报(自然科学版),2020.