瞬态CFD仿真分析在泵压差流量计算中的应用
泵类产品CFD仿真分析中的一个重要内容是确定压差和流量，稳态流量分析的结果对泵体实际结构比较敏感。本文采用瞬态CFD分析方法，使用SolidWorks Flow Simulation仿真分析了某典型泵结构的流场，得到了压差-流量曲线，仿真分析结果与实验数据非常吻合。
一、引言 于泵体的实际结构：对有些常规泵体可能计算结果比较准
对于泵阀类产品的 CFD分析，常规的仿真分析方法通常 确，但对部分结构较为复杂、内部流动不稳定的泵体，分析
使用稳态内流场 CFD分析，但是这种分析技术结果往往依赖 结果很容易失真，仿真结果数据会严重偏离实验数据。
本文根据泵体的实验实测数据，使用SolidWorks Flow Simulation进行了大量仿真计算和数据分析，提出了使用瞬态内流场分析来进行泵体的流场分析的方法。该方法操作简单，针对压差-流量曲线的数据点，一次CFD仿真可以计算全部数据点。
二、泵模型组成
该泵是一个常规的泵体模型，包含入口管段和出口管段，中间部分为叶轮，其结构剖视图如图1所示。
在SolidWorks Flow Simulation中采用稳态分析方法，与该实验数据进行对比，发现在有些数据点存在非常大的差异。因此，稳态CFD分析可能不适用于该模型。
四、瞬态CFD仿真分析相关设定
1.SolidWorks Flow Simulation模型设定
使用SolidWorks Flow Simulation的向导功能，建立瞬态内流场分析，瞬态分析时间周期设定为30s，并选择局部旋转区域，如图3所示。设定的流体是水，环境温度和压力均为常温常压。不考虑模型壁面粗糙度的影响。
五、结果分析
（1）结果云图及网格如图7～图9所示。
（2）压差流量曲线。本模型分析中，采用多个模型进行对比和校核修正，最后提取压差流量仿真分析数据并与实验数据进行对比。仿真分析结果与实验结果吻合非常好，二
者偏差不超过5%，如图10所示。其中original model是未做修正的原始模型分析结果，modified model是修正泵体结构底部空间的结果，如考虑电机轴等的空间，experiment是实验结果曲线。
六、结语
通过比较稳态分析和瞬态分析的结果，并与实验结果数据进行比较，发现稳态分析结果在局部数据点存在较大偏差，因此采用了瞬态CFD分析。在边界条件中考虑流量曲线的数据点设定，在SolidWorks Flow Simulation中一个模型即可计算出结果。对比仿真结果数据和实验数据，发现二者吻合非常好，偏差非常小。瞬态CFD分析应用在泵的压差-流量分析计算中，是一种很好的方法。
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