螺旋叶片式混输泵旋涡流与动力学特性

本书以数值计算作为研 究螺旋叶片式混输泵内部不 稳定流动的主要手段，阐述 了相关的基本理论和方法， 详细阐述了多螺旋叶片式混 输泵叶轮内部流场的旋涡结 构识别和生成因素，定量分 析了叶顶泄漏涡旋涡动力学 特性，探究气相对于叶顶泄 漏涡的时空演变与涡动力学 特性的影响；总结了涡动力 特性与螺旋叶片式混输泵性 能的关联特性；再是通过二 次流诊断理论和强弱涡理论 对螺旋叶片式混输泵内流态 进行深入分析，揭示了泄漏 涡的断裂失稳特性、叶顶泄 漏涡结构失稳二次流特性对 水力性能的影响规律；采用 用旋涡拟能耗散理论对叶轮 内旋涡拟能耗散进行了定量 分析，探究了气相对叶顶泄 漏涡旋涡拟能耗散特性的影 响规律；基于刚性涡量的圆 柱坐标分解，进一步分析了 压力脉动强度与三种方向涡 旋的关联特性，得出不同运 行参数下各类涡旋对压力脉 动的影响规律；建立了 CFD-PBM耦合模型求解泵内 流场参数，获得气泡尺寸分 布，分析揭示了不同入口含 气率、流量、转速对螺旋叶 片式混输泵内气泡破碎与聚 并的影响规律。 本书是在近年来科研成 果基础上总结提炼而成，可 作为能源与动力工程、流体 机械及工程等领域的技术人 员和研究人员的参考用书， 也可作为高年级本科生和研 究生的教学用书。

前言 第1章 绪论 1.1 叶片泵内气泡演变规律概述 1.2 叶片泵内介质相间作用力概述 1.3 叶片泵内涡流演变规律概述 1.4 本章小结 第2章 螺旋叶片式混输泵非稳态流动数值计算方法 2.1 数值模型 2.2 数值模拟设置 2.3 本章小结 第3章 螺旋叶片式混输泵内涡流理论 3.1 涡量理论 3.2 压力脉动理论 3.3 能量耗散理论 3.4 本章小结 第4章 螺旋叶片式混输泵流道内旋涡结构的识别 4.1 涡识别方法的定义 4.2 叶轮主流道内旋涡的生成位置与因素 4.3 本章小结 第5章 螺旋叶片式混输泵涡流时空演变及涡动力学特性 5.1 叶顶泄漏涡时空演变及涡动力学特性 5.2 叶轮主流道内旋涡运动规律 5.3 运行参数对叶轮主流道内旋涡结构的影响 5.4 本章小结 第6章 基于涡量分解原理的叶顶泄漏涡动力学特性 6.1 螺旋叶片式混输泵内涡流分布 6.2 叶顶泄漏流的非定常特性 6.3 基于Liutex-Omega的叶顶泄漏涡时空演变 6.4 基于刚性涡量输运方程的涡动力学特性 6.5 本章小结 第7章 基于二次流控制理论的叶顶泄漏涡失稳特性 7.1 叶顶泄漏涡的结构特性 7.2 叶顶泄漏涡“形成-破碎-复现”机理 7.3 螺旋叶片式混输泵内二次流动机制 7.4 螺旋叶片式混输泵内PRG特性对水力性能以及能量损失的影响 7.5 本章小结 第8章 螺旋叶片式混输泵叶顶泄漏涡旋涡拟能耗散 8.1 叶轮流道内旋涡拟能耗散 8.2 叶顶间隙与叶轮表面旋涡拟能耗散 8.3 叶顶泄漏涡时空演变中旋涡拟能耗散 8.4 本章小节 第9章 螺旋叶片式混输泵内涡流与压力脉动特性 9.1 螺旋叶片式混输泵内涡流特性与湍动能 9.2 螺旋叶片式混输泵内涡流与气相的瞬态特性 9.3 螺旋叶片式混输泵内压力脉动特性 9.4 涡流与压力脉动强度的关联特性 9.5 本章小结 第10章 运行参数对螺旋叶片式混输泵内气液两相运动规律的影响 10.1 运行参数对螺旋叶片式混输泵内气泡聚并与破碎的影响 10.2 运行参数对螺旋叶片式混输泵内相间作用力的影响