基于本征正交分解法的液環(huán)泵氣液兩相流場重構研究.pdf

1、液環(huán)式真空泵是一種用于抽送氣體的流體機械，由于其結構簡單，無金屬表面接觸，氣體壓縮過程中溫度較低，在輸送易燃易爆，有毒氣體等場合具有優(yōu)勢，被廣泛應用于化工，煤礦，制藥及冶金等行業(yè)，但由于其內部流動為具有非穩(wěn)態(tài)氣液自由分界面的氣液兩相流動，流動結構復雜，效率低，對其內部流動數值模擬難度大，計算量高。本研究提出采用VOF模型對液環(huán)泵內部非穩(wěn)態(tài)氣液兩相流動進行模擬，捕捉氣液交界面的變化，在數值模擬的基礎上，為減少液環(huán)泵優(yōu)化過程中復雜的流場計算

2、量，提出采用本征正交分解法（Proper Orthogonal Decomp osition, POD）對液環(huán)泵內部氣液兩相流場進行重構分析。
　　本研究主要內容包括：⑴采用結構化網格，非定常VOF（Volume of Fluid Model)方法，理想氣體模型，PISO算法對2BE203A水環(huán)式真空泵進行數值，分析了其內部流動規(guī)律，將預測的液環(huán)泵外特性與實驗結果進行對比分析，驗證了該數值模方法的可行性。⑵采用泰勒多項式對液環(huán)泵二

3、維圓柱葉片進行參數化控制，對初始葉片型線的各控制參數進行擾動而得到初始樣本集，由各樣本的控制參數及其對應的內流場參數組成樣本矢量集，然后由POD方法對樣本集分析數據特征。⑶提出基于幾何相似的網格變形方法，建立了不同葉片流道流場節(jié)點的一一對應關系，樣本集由POD方法表示為其正交基的線性組合，由最小二乘法擬合目標葉型所對應的正交基的各個系數，并分別重構各流場。⑷從對2BE-203液環(huán)泵單個葉輪流道內的氣液兩相流的重構結果看，POD方法能精確