1　离心泵CFD计算

1.1　三维模型

计算模型由进口前延伸、叶轮流动区域和出口后延伸三部分组成。为了使数值模拟计算过程更加稳定，在进出口设置延伸段。考虑到计算效率和精度的要求，叶轮和蜗壳的流体域采用四面体非结构化网格，进出口延伸段流体域采用六面体结构化网格，对叶片、隔舌等区域进行局部加密处理。

1.2　CFD设置

计算采用标准k-ε的湍流模型。数值计算采用双流体模型，并考虑相间速度滑移与相间作用力。采用双流体模型研究泵内部气液流动时，作如下简化：

（1）忽略两相介质的黏度，将液相视为不可压缩流体。

（2）忽略系统内部气液两相之间、外界与系统的质量与热量交换，系统内无化学反应发生，输送过程中温度保持恒定。

（3）不考虑气泡的加速度，忽略气泡之间的相互作用力。

边界条件设置如下：

（1）进口边界条件。采用质量流量入口边界条件，直接输入质量流量，多相流根据不同物质的体积分数计算总的质量流量。

（2）出口边界条件。出口边界条件采用平均静态压强出口边界条件，其值取出口截面的平均压强。根据设计参数给出参考的出口平均静态压强。

（3）壁面边界条件。采用常用的无滑移壁面边界条件，假设在壁面附近流体速度为零。近壁流动参数选择标准壁面函数来近似处理。热量传递模型采用等温模型，设定恒定温度为25℃。

（4）交界面。其中进出口延伸段、蜗壳为静止过流部件，叶轮为旋转运动部件，动静部件交界面设定为Frozen Rotor类型，其他交界面采用静静交界面。

在迭代计算过程中，对气液两相流体的质量流量守恒量的变化和叶轮旋转方向上叶片扭矩的变化进行监测，当以上两项监测值变化量小于1%时，再结合残差收敛曲线来判定数值计算过程是否达到稳定。