排灌机械工程学报

作者：张启华, 钟成成, 方洲, 谢之昂

单位：1. 江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心, 江苏 镇江 212013; 2. 江苏大学流体机械温岭研究院, 浙江 台州 317500

关键词：纤维取向,固液两相流,高速摄像,减阻效应,数值模拟

基金：国家自然科学基金资助项目(51309118);江苏省“六大人才高峰”(2015-ZBZZ-016);江苏大学高级人才启动基金资助项目(11JDG085)

为真实地描述减阻效应下离心泵中的纤维取向特征以提高泵的工作效率,首先通过流体外特性试验验证减阻效应的存在,然后采用高速摄像机对泵内流体中的纤维进行拍摄,并在监测区域内采集纤维数据,进而分析整体和局部的纤维取向.同时通过ANSYS模拟液相,EDEM模拟固相,将固液两相进行耦合求解,进而计算流场内的压力场、速度场和湍动能.随后将试验得到的纤维取向特征与模拟得到的流体状态相互印证。分析结果表明:在基圆附近,纤维取向倾向于与基圆切线方向对齐;不同方位的纤维取向倾向存在差异,左右两侧小角度取向的纤维占比较上下方位更高,在叶轮或隔舌等结构的影响下,纤维取向分布趋于离散.结果表明,在减阻效应作用下,纤维呈现明显的取向倾向,纤维择优取向驱动减阻效应的发生,且纤维取向的对齐倾向有序性与流场的稳定性呈现正相关.

来源：2026年第4期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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