广一水泵丨水泵工况网格无关性验证和水泵工况外特性分析

网格节点数对计算效率和计算精度都有较大影响，一般来说网格密度越大，计算精度往往越高，但同时计算所耗费的时间也越长。为此，首先采用不同网格密度对同一计算工况进行数值模拟，并通过与试验值对比以验证所选网格密度的可行性与精确性。表1中列出了进行网格无关性验证的5套网格。为保证选用的5套验证网格均与计算所采用的湍流模型（SST模型）相匹配，转轮叶片以及双列叶栅叶片等重要壁面边界层上的平均y+值都小于11,边界层网格层数均大于10。

水泵工况驼峰区的数值模拟较为关注扬程与效率，因此将这两个参数作为网格无关性的验证参数；在22mm开度，流量225.4kg/s的水泵工况下，http://.的流量-扬程曲线已经脱离非稳定区域，此时流场较为平稳，数值模拟准确度高，因此选取该工况点为网格无关性验证点。

图1和图2分别为不同网格节点数下扬程与效率计算值的变化规律，表2给出了数值模拟的具体数值以及计算工况点的试验值。计算结果显示：5套网格所得到的计算结果与试验值的误差均不超过3%，且随着网格数的增加误差逐渐缩小；当网格数大于500万后误差缩小的趋势放缓，增加网格数对计算精度的增加作用减弱，但计算所需要的时间却急剧增大。当全流道网格节点数为911万时，扬程与效率的计算结果与节点数为545万时相差分别小于0.12%和0.22%，可见网格对计算准确度的影响已经非常小，但此时计算所需时间增加近50%。考虑计算所需时间与计算的准确度，采用545万网格进行驼峰区的数值研究。

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