数值模拟与实验：船用双吸离心泵气蚀性能研究

"匡海云、张师帅等研究了船用双吸离心泵的气蚀性能，通过ANSYS-CFX软件进行数值模拟，并进行了实验验证。他们关注的焦点是比转速为81.8的船用双吸离心泵在气蚀条件下的工作状态，特别是气泡体积分数在叶片表面的分布规律以及临界汽蚀余量下的性能变化。" 这篇论文主要涉及以下几个重要的IT知识领域： 1. **流体机械**：这是工程学中的一个重要分支，关注液体或气体在机械中的流动和转换。在这个案例中，流体机械指的是双吸离心泵，它是一种广泛应用于船舶动力系统中的设备，用于输送液体。 2. **双吸离心泵**：这种泵的设计特点是液体同时从两侧进入叶轮，能处理大流量且减少径向力，提高了泵的稳定性和效率。在船舶应用中，其性能的优劣直接影响到船只的动力系统和航行安全。 3. **汽蚀现象**：当泵的工作条件导致液体压力低于其饱和蒸气压时，液体局部会蒸发形成气泡，这就是汽蚀。汽蚀不仅会导致泵性能下降，如扬程减少，还可能引起剧烈的机械损伤，因为气泡崩溃时会产生高速冲击波。 4. **ANSYS-CFX软件**：这是一个强大的计算流体动力学（CFD）工具，用于模拟流体流动、传热和相关物理现象。在本文中，研究人员使用该软件来模拟汽蚀条件下泵内的流体行为，分析气泡的形成和演化。 5. **数值模拟**：这是一种基于数学模型和计算方法来预测和理解复杂系统的工具。在本文中，数值模拟帮助研究人员理解了泵在接近或达到汽蚀条件时的内部状态。 6. **实验研究**：为了验证数值模拟的准确性，研究人员进行了实际的实验，对比了模拟结果和实验数据，确保理论分析与现实情况的一致性。 7. **汽蚀性能实验**：实验目的是评估泵在不同工况下的抗汽蚀能力，通过测量关键参数如汽蚀余量，分析泵的性能变化，为优化设计提供依据。 8. **临界汽蚀余量**：这是指泵能够在不发生汽蚀的情况下所能承受的最小净正吸入压力，是衡量泵抗汽蚀性能的重要指标。 这篇论文深入探讨了船用双吸离心泵在面临汽蚀挑战时的性能表现，利用先进的数值模拟技术和实验手段，揭示了汽蚀发生时的内在机理，对于提升泵的设计水平和运行可靠性具有重要意义。