排灌机械工程学报

作者：董亮*,张立新,刘厚林,朱建成

单位：江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心, 江苏 镇江 212013

关键词：氢气循环泵,流动特性,内流场,压力脉动,动网格

基金：国家自然科学基金资助项目(51879122,51779108,51779106);镇江市重点研发计划项目(GY2017001,GY2018025);西华大学流体及动力机械教育部重点实验室开放课题项目(szjj2015-017,szjj2017-094,szjj2016-068);江苏高校优势学科建设工程项目

为了研究高转速工况下车用凸轮式氢气循环泵内部流场分布规律和压力脉动特性,以某一种车用凸轮式氢气循环泵为研究对象,建立三维瞬态计算流体力学模型,基于ANSYS Fluent软件的动网格技术,采用Realizable k-ε湍流模型和PISO压力-速度耦合算法,对氢气循环泵全流道进行非定常可压缩数值模拟.通过在氢气循环泵旋转流道周向设置压力脉动监测点,应用快速傅里叶变换(FFT)技术获得各监测点的压力脉动频域图,得到流道内压力脉动频率分布规律.将数值模拟结果和理论分析结果进行对比,验证了基于动网格技术的数值模拟方法能较准确地预测车用凸轮式氢气循环泵内流脉动特性.研究结果表明:数值模拟得到的排气流量平均值和理论分析结果误差为4.7%,可以较准确地反映泵内部气体流量脉动规律;通过分析排气流道内涡量场分布,发现排气流道内出口回流和负的z向涡量正相关,随着出流气体占据排气流道,负的z向涡量消失;氢气循环泵旋转流道周向压力脉动主频为267 Hz,与转子旋转基频一致.研究结果为进一步分析凸轮式氢气循环泵内流脉动特性提供了一定依据.

来源：2022年第5期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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