基于流湍流度曲率修正的涡旋叶轮流场分析-论文.pdf

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1、第30卷第8期科技通报V01．30No．82014年8月BULLETINOFSCIENCEANDTECHNOL0GYAug．2014基于流湍流度曲率修正的涡旋叶轮流场分析李小林(河南工程学院机械工程学院，郑州451191)摘要：为提高涡旋叶轮加工精度，需要对涡旋叶轮进行流场分析。传统方法中使用多块结构化网格方法对涡旋叶轮流湍流度进行数值模拟，实现叶轮间隙流场分析，而叶轮的曲率随着转子的半开式旋转动态变化，影响流场分析精度。提出一种基于流湍流度曲率修正的涡旋叶轮流场分析方法，采用响应面法对流湍流度进行动态曲率修正，实现对涡旋叶轮流场分析，提高磨床对叶轮的加

2、工精度。计算结果表明，采用该算法对涡旋叶轮进行流场分析具有较高的准确性，能较好地实现精度优化分配。关键词：有限元；涡旋叶轮；流场；曲率修正中图分类号：TH123文献标识码：A文章编号：1001—7119(2014)08—0164—03FlowFieldAnalysisofVortexImpellerBasedonFlowTurbulenceCurvatureCorrectionLiXiaolin(DepartmentofMechanicalEngineering，HenanInstituteofEngineering，Zhengzhou451191，Ch

3、ina)Abstract：Inordertoimprovethemachiningaccuracyofvorteximpeller，flowfieldanalysisisneededonthevorteximpel—ler．Traditionally，thestructureddmethodofmultiblockisusedfornumericalsimulationonthevorteximpellerflowtur—bulence，andtheflowfieldanalysisisrealized．Theimpellercurvatureischa

4、ngedwiththesemiopenrotationdynamically，SOtheprecisionanalysisofflowfieldisaffected．Aflowfieldanalysismethodofvorteximpellerisproposedbasedonfiniteelementandflowturbulencecurvaturecorrection．Thevorteximpellerflowanalysisisimplemented，andthemachiningac—curacyofimpellercanbeimproved

5、．Theresultsshowthattheaccuracyforanalysisofflowfieldinthevorteximpellerishigh，anditcanrealizetheoptimizationinprecisiondistribution．Keywords：finiteelement；vorteximpeller；flowfield；curvaturecorection0引言流场分析和数值模拟，提高加工工艺难度较大，同时也引起了国内外广大学者的重点关注【1]。当今各种各样的先进制造技术快速发展，高精度对涡旋叶轮的流场建模和分析，是

6、保证涡旋叶轮的机械制造技术广泛应用到汽车、飞机、机器人、火箭、制造精度的第一步。目前，模拟叶轮机械流场的方法计算机等各个领域，极大改变了人们生活方式。涡旋有分离流流体力学分析法和有限体积分析法等，通过叶轮是航空发动机上离心压气机的重要部件，在航空有限体积分析程序规划磨床进刀轨迹，形成基于流场机械制造业中，对涡旋叶轮的加工精度要求极高，涡旋分析的进刀路径规划n。。另外，文献【3】提出一种基叶轮的设计和制造工业根本上决定着航空发动机的工于HLLC格式的叶轮间隙流场分析，通过设作性能和飞行安全。随着计算机辅助设计和有限元分定HLLC格式，分析叶轮流场结构和磨床

7、进刀数值损析法的应用和发展，借助计算流体力学技术，准确模拟耗，具有较好的计算精度，提高了加工工艺，但该方法涡旋叶轮的流湍流度和流场，成为当今机械设计和制受叶轮机械内流的牵制较大，半开式叶轮的顶部间隙造领域研究的重点课题。由于涡旋叶轮工作环境复曲率变化制约了流场分析准确性，影响制造精度；文献杂，干扰因素较多，制造精度要求较高，因为对其准确[4]中提出一种基于高速涡旋叶轮瞬态滚动接触的叶轮收稿日期：2013—09—17作者简介：李小林(1975-)，男，河南焦作人，讲师，研究方向：机械制造技术。第8期李小林．基于流湍流度曲率修正的涡旋叶轮流场分析l65流场有

8、限元模型分析，采用瞬态滚动接触模式和数值功=knj㈣(3)分析手段研究了不同间隙