，导致交货不及时铸件表面质量和内在质量不够理想。建国儿十年的发展，我国离心泵开始是生产仿苏产品，接着为自行设计水泵行业联合设计生产国内自己的产品，后来到引进国外先进许可证技术，直到各个厂家自行开发高水平的泵或者是合资这儿个阶段。泵产品结构型式系列品种规格均由少到多，性能及使用范围不断扩大，技术水平由低到高，各个厂家发展各自具有特色的泵类产品沈阳水泵厂主要有电站包括核电站和石化用泵两大部分大连耐酸泵厂只要以化工用泵为主上海水泵厂主要是电站和石化用泵两大部分，部分是清水泵北京水泵厂主要是石化方面为主石家庄水泵厂是以杂质泵为主长沙水泵厂主要以大型清水泵和石化泵为主其他些厂各有特色。总之，国内的离心泵是逐年在发展，厂家在增加，品种数量也在增加，工业总产值也在增长，下面列出中国泵业协会所编年鉴统计儿组数字足以证明这点，从泵行业协会个大小成员厂的初步统计单级单吸清水泵年台，年是台，年是台油泵年台，年是台耐腐蚀泵年台，年台。年工业总产值完成万元，比年增长年工业总产值完成万元，比年增长年工业总产值万元，比年增长年工业总产值完成，比年增长。发展现状我国泵产品图样的来源可联合设计引进自行开发等几种关键泵产品从部分进口到现在基本全部国化由于引进产品和著名企业的进入，我国泵的生产能力显著提高。国民经济部门的主要关键用泵基本上都可以生产。以为主的新技术广泛应用无堵塞泵和低比转速泵技术取得进展我国自行总结出的无堵塞泵设计方法，基本达到实用程度，国内广泛使用设计方法主要包括沿流道中线断面变化规律设计双流道叶轮方格网保角变换方法设计螺旋离心式叶轮根据叶轮外径蜗室最大外径和喉部面积二要素设计旋流式叶轮。低比转速泵理论和设计的研究广泛而深入无过载设计方法得到推广应用，采用长短叶片和短叶片偏置取得良好效果。轴流泵模型达到国外同类模型的先进水平年月日至年月日，全国个模型，参加了水利部南水北调工程水泵模型天津同台测试。本次试验领导有力组织严密监督公正数据准确。模型比转速基本复盖了轴流泵的使用范围和原模型相比，效率提高约流量提高约有个模型的角度平均效率超过已达到国外同类模型的先进水平。国家南水北调等重要工程的低扬程水泵，大部分将从这此模型中选用。本文的工作离心泵叶轮的内部流动很复杂，般说来是三维的紊流流动，由于受叶轮旋转和表面曲率的影响还伴有脱流回流及二次流现象，是流体工程中较难的试验研究和数值计算的问题之。早在世纪年代，些专家学者就开始尝试采用数值计算的方法来预测叶轮中的流动情况。近年来得益于计算机技术的高速发展，计算流体力学发展很快，在离心泵内流数值模拟上的应用也日见繁多。用方法研究各种离心泵叶轮的内流特点，从而进行叶轮的选型和设计已成为现代水泵技术的重要方法之。本文调研文献资料，结合计算机技术的发展，论述离心泵叶轮内部流动数值模拟研究的历史和现状，对用于离心泵叶轮内流的数值模拟方法进行详细的介绍在总结前人所做工作的基础上，提出了离心泵内流计算的发展趋势。第章离心泵原理及设计方法离心泵及其工作原理离心泵离心泵由于具有设计简单，安装维护成本较低,操作弹性范围较大等特点，而被广泛的应用于过程工业中。这种类型泵的尺寸范围很广容量从几加仑到，加仑而且输送压头压力从几英尺到几千英尺。基本上，个离心泵有个叶轮,叶轮是由系列不同曲率的径向叶片和个圆形外壳构成。图举例说明其工作原理。图从吸入管路进来的液体，沿着轴线方向在旋转叶轮的作用下进入泵室并且在离心力的作用下将液体向叶轮外甩。高速转动叶轮使液体获得了动能。泵的吸入口处和排出口处之间的压力差是由进入泵内的液体的动能转化成机械能所引起的。压力降低发生在叶轮的入口处，而且液体通过个供给箱被不断的灌入泵内。如果不用液体填充泵室，叶轮将不能够生产个提升液体到吸入线高度所必须的压力差。大多数的离心泵不是自动注水，并且因此不能够疏散来自吸入线的蒸汽，以便使液体能够在没有外力的作用下流入泵壳。离心泵上的动叶轮是针对高效率的抽吸而被设计的，并不是在蒸汽压缩机中所需要的在较高速度操做所需要的叶轮。对于蒸汽和液体来说泵轮传送的不等压头是相同的。然而实际上，相等的压力差下蒸汽蒸汽上升的高度比较低。启动离心泵时,吸入线和泵壳内定要充满液体。当吸入源在正压力的作用下或者被放置在泵上方时,启动离心泵是通过打吸气阀以排出泵壳内或排出管道内的气体来完成的。然后液体取代排出的蒸汽进入吸入线和泵壳内。离心泵在步是对求解的空间区域离散划分网格，即对空间上连续的计算区域进行剖分，把它划分成许多个子区域，并确定每个子区域中的节点。工程中的流动问题大多发生在复杂的区域内，因而不规则区域内网格的生成是个十分重要的研究领域。实际上，流动问题数值计算结果的最终精度及计算过程的效率，主要取决于所生成的网格与所采用的算法，个成功而高效的数值计算，只有在网格的生成及求解流场的算法这两者之间有良好的匹配是才能实现。从总体上来说，中采用的网格可以大致分为结构化网格与非结构化网格两大类。般数值计算中正交与非正交曲线坐标系中生成的网格都是结构化网格，其特点是每个节点与其相邻的节点之间的连接关系固定不变且隐含在所生成的网格中，因而我们不必专门设置数据去确认节点与相邻节点之间的关联关系。生成适体坐标的方法原则上都是些特定的变换，即把物理空间上的些不规则的区域变换为计算空间上的规则区域。下面对下图中所列的些方法的主要特点作简介。生成适体坐标的保角变换法的主要优点是，可以保持物理平面上的生成的网格的正交性，但是它仅适用于二维问题，所应用的变换是复变函数理论中的些成熟的关系式。代数法生成网格时利用各种插值公式来建立起计算平面与物理平面之间节点的对应关系，其优点是方法简便节省机时，同时也能在定范围内控制网格的形状与密度。通过求解偏微分方程来生成适体坐标是使用广泛的种方法，目的是把物理平面上的个不规则区域变换成计算平面上规则区域，或者说，要通过求解个偏微分方程来确定与计算平面上规则区域中各节点相应的物理平面上节点的位置。如果物理平面上的边界是封闭的，则根据偏微分方程的解的影响区与依赖区的特性可知，应当采用椭圆型的方程来生成网格，方程及。方程是两种最常用的椭圆型方程。如果物理平面上的计算区域是不封闭的，则可以采用抛物型或者双曲型的方程来生成网格。当采用适体坐标法时，数值求解首先是在计算平面上进行，而后再把信息传递到物理空间中去。在计算平面中简化了的边界形状正方形或长方形，是以控制方程的复杂化为代价的，由于物理空间中许多物理规律变化到计算空间中后，其相应的数学表达式都要发生变化，因而在计算平面上完成计算后，不能简单地在计算平面上应用物理平面上的规律与公式对数据进行处理。在结构化网格中，每个节点及控制容积的几何信息必须加以存储，但与该节点的相邻节点的关系则是可以依据网格编号的规律而自动得出，因而不必专门存储这类信息，这是结构化网格的大优点。但是，当计算区域比较复杂时，即使应用网格生成技术也难以妥善地处理所求解的不规则区域，这时可以采用组合网格，也叫块结构化网格，块与块之间是可以拼接的，即两块之间用条公共边连接，也可以是部分重叠的。这种网格生成方法既有结构化网格的优点，同时又不要求条网格线贯穿在整个计算区域中，给处理不规则区域带来不少方便，应用非常广泛，它网格生成中的关键技术是两块之间的信息传递。非结构化网格由于对不规则区域的特别适应性而自世纪年代以来得到了迅速的发展，在这种网格中单元与节点的编号无固定的规则可遵循，因而除了每个单元及其节点的几何信息必须存储外，与该单元相邻的那些单元的编号等也必须作为连接关系的信息存储起来，使非结构化网格的存储信息量比较大。在有限容积法中引入非结构化网格后，使有限容积法与有限元方法之间的差别缩小了。从而进步提高复杂边界的网格生成质量，以提高计算的精度和效率。矢量化及并行算法该技术随着对离心泵叶轮内流数值模拟精度及准确性要求的提高，计算问题将会越来越庞大越来越复杂，充分利用计算机系统的矢量化技术及并行技术将十分重要。致谢本文是在导师高工方建国的精心安排和悉心指导下完成的。在三个月学习中，导师方建国以其高尚的为人品质活跃的学术思想严谨的治学态度渊博的知识和丰富的实践经验使我获益匪浅，终生难忘。导师处世正直宽厚待人诲人不倦，是我终生学习的榜样。在此，我对高工方建国三个月来所给予的工作学习上的深切教诲和生活上的无私关怀表示最诚挚的感谢,顺祝导师及家人身体健康，万事如意，合家幸福,离心泵内流数值模拟研究已经有不少成果，作为个后来者，我在前人所做的工作基础上作了些探索，应当向他们致谢。在本篇论文中，我所研究的内容方法和结果可能有不当之处，甚至是，敬请各位专家学者给予批评指正。最后，感谢我的家人和朋友，感谢他们在我的求学生涯中直给予的在物质上的帮助和精神上的鼓励。纪洪波二零零柒年柒月于滨南采油厂输油大队参考文献窦国仁编紊流力学上下册北京人民教育出版社，沈阳水泵研究所中国农业机械化科学研究所主编叶片泵设计手册北京机械工业出版社,美帕坦卜著传热与流体流动的数值计算北京科学出版社金忠青，方程的数值解和紊流模型南京河海大学出版社，陈玉璞等编著流体动力学，南京河海大学出版社冯汉民主编水泵学江苏农学院水利电力出版社赫尔姆特舒尔茨著联邦德国泵原理计算与结构机械工业出版社是勋刚主编，湍流天津天津大学出版社年月周雪漪编计算流体力学北京清华大学出版社陈汉平主编计算流体力学北京水利水电出版社,倪浩清，沈永明编著程湍流流动传热及传质的数值模拟北京中国水利水电出版社年月日本农业十木事业协会旧泵站程技术设计手册北京中国农业出版社,刘超土编水泵及水泵站北京科学技术文献出版社年月陈池，袁寿其，金树德离心泵叶轮内流计算方法综述流体机械卷第期赵斌娟，王泽离心泵叶轮内流数值模拟的现状和展望农机化研究年月第期阎超流体机械内部流动数值计算方法的新进展流体机械吴玉林，曹树良等离心泵叶轮中紊流的计算水泵技术李文广离心泵叶轮内部三维紊流数值汁算水泵技术唐辉，何枫离心泵内流场的数值模拟水泵技术年期倪浩清程湍流模式理论综述及展望力学进展年月日第卷第期熊鳌魁湍流模式理论综述武汉理工大学学报年月第卷第期杨华，刘超，汤方平，谷传纲，采用研究