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課題展望： （1）仿真方面，目前采用黏度模型來模擬轉(zhuǎn)子間的接觸，流固耦合可以模擬內(nèi)外轉(zhuǎn)子的接觸，使仿真更接近真實。 （2）擺線泵的性能受到轉(zhuǎn)子的齒數(shù)、轉(zhuǎn)速、出口壓力、溫度等的影響，基于FSI對擺線泵的工況可進一步詳細研究。

本算例演示利用STAR CCM+中的網(wǎng)格重構(gòu)功能模擬仿真擺線泵內(nèi)部流場。 1 問題描述 擺線泵是一種包含有內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的裝置，其內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子具有與其齒數(shù)相關(guān)的不同轉(zhuǎn)速，當轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，通過轉(zhuǎn)子間動態(tài)變化的容積將流體從入口輸送到出口。 擺線泵模擬的最大問題是處理轉(zhuǎn)子之間的狹小間隙。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)會導(dǎo)致小間隙中的網(wǎng)格質(zhì)量降低。

本算例演示利用STAR CCM+中的網(wǎng)格重構(gòu)功能模擬仿真擺線泵內(nèi)部流場。 1 問題描述 擺線泵是一種包含有內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的裝置，其內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子具有與其齒數(shù)相關(guān)的不同轉(zhuǎn)速，當轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，通過轉(zhuǎn)子間動態(tài)變化的容積將流體從入口輸送到出口。 擺線泵模擬的最大問題是處理轉(zhuǎn)子之間的狹小間隙。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)會導(dǎo)致小間隙中的網(wǎng)格質(zhì)量降低。

CFD方法論已針對多種類型的泵和壓縮機進行了驗證。這是兩個示例：擺線泵和渦旋壓縮機。 擺線泵擺線轉(zhuǎn)子泵通常用于液壓馬達，由殼體內(nèi)的一個內(nèi)齒輪和一個外齒輪的偏心齒輪轉(zhuǎn)子組成。轉(zhuǎn)子形成密封腔，隨著流體的泵入，密封腔的體積和形狀會發(fā)生變化，重要的是要保持盡可能小的間隙，以最大程度地減少密封管線上的泄漏損失。

2.建立模型了解了其工作原理之后，我們來分析如何使用AMESim對其進行建模。在AMESim中似乎存在限壓式變量泵的模型，但此處我們利用數(shù)學(xué)模型來完成我們需要的變量泵的流量-壓力特性曲線。圖二變量泵是通過輸出壓力反饋來實現(xiàn)不同的輸出流量的。

該文章提出了一種詳細的高壓變量葉片泵參數(shù)模型。該模型集成了三維有限元和CFD模擬的具體結(jié)果。其中最重要的結(jié)果是配流盤的彈性變形對軸向間隙補償?shù)挠绊憽Ｒ坏┩ㄟ^試驗驗證，該模型可作為泵的設(shè)計和優(yōu)化階段的工具。這里研究的組件是葉片泵，最大排量為48.8cc/rev，最大工作壓力為210 bar。在圖1中顯示了泵芯的截面視圖。

35、齒輪泵36、標準逆向循環(huán)泵37、擺線轉(zhuǎn)子泵38、氣氣增壓泵39、計量泵40、葉片泵工作原理

齒輪泵多級離心泵隔膜泵隔膜計量泵高溫分離型屏蔽泵基本分離型屏蔽泵羅茨真空泵混流泵標準逆向循環(huán)型屏蔽泵單柱塞式液壓泵擺線轉(zhuǎn)子泵活塞泵離心泵

根據(jù)水冷機組泵揚程曲線，建模仿真管路實際流阻特性，得出實際總流量和流阻工作點，評估均流效果。包括icepak仿真模型，下載后可直接運行計算出結(jié)果，以及對應(yīng)的仿真報告。 微信圖片_20241209220035.png

本模型為雙泵模型，進出口有4個閥門，因此調(diào)用4個閥模板和4個自由度模型，通過自由度模型自動構(gòu)建閥門運動的常微分方程，模擬閥門的運動特性。

在課程中，您將從基礎(chǔ)理論逐步過渡到對各種旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)（包括羅茨泵、隔膜泵、內(nèi)齒輪泵、擺線泵、攪拌罐、渦輪攪拌的生物反應(yīng)器、制動盤傳熱、發(fā)動機電子冷卻以及鉆井泥漿分離器）的詳細動手建模與分析。每個模塊都結(jié)合實際工業(yè)場景，介紹特定機器或工藝的工程原理、幾何建模、網(wǎng)格劃分策略、求解器配置及仿真設(shè)置。

圖3 仿真模型 液壓泵控制模型主要參數(shù)參考泵相關(guān)零件設(shè)計尺寸設(shè)置，保證了仿真模型與實際產(chǎn)品的一致性。 2.2 原理分析 由于液壓泵出口壓力超調(diào)是在低溫下出現(xiàn)，當液壓泵運轉(zhuǎn)大約1分鐘后消失，此時，油液溫度已迅速上升至常溫狀態(tài)。所以，出現(xiàn)此現(xiàn)象的可能原因為：當油液溫度變化時，其黏度會出現(xiàn)較大的波動，而油液黏度會影響泵控制機構(gòu)的穩(wěn)定性。

擺線轉(zhuǎn)子泵工作原理 活塞泵工作原理

將初始模型導(dǎo)入Solidworks軟件，對葉片邊緣進行圓角處理，并添加圓環(huán)形葉輪底座，以促進泵內(nèi)血液的流動，降低泵內(nèi)流動停滯區(qū)，減少溶血和血栓發(fā)生的幾率。在Solidworks軟件中處理后的模型如圖1b所示，以直葉片葉輪作為仿真分析的基礎(chǔ)模型。

圖3 仿真模型 液壓泵控制模型主要參數(shù)參考泵相關(guān)零件設(shè)計尺寸設(shè)置，保證了仿真模型與實際產(chǎn)品的一致性。 2.2 原理分析 由于液壓泵出口壓力超調(diào)是在低溫下出現(xiàn)，當液壓泵運轉(zhuǎn)大約1分鐘后消失，此時，油液溫度已迅速上升至常溫狀態(tài)。所以，出現(xiàn)此現(xiàn)象的可能原因為：當油液溫度變化時，其黏度會出現(xiàn)較大的波動，而油液黏度會影響泵控制機構(gòu)的穩(wěn)定性。

表2 液壓系統(tǒng)動作參數(shù)2.2 仿真參數(shù)設(shè)置搭建好仿真原理圖后進入子模（SUBMODEL）界面，點擊首選子模型（Premier submodel）系統(tǒng)會自動選擇出匹配的子模型，若有特殊需要可雙擊該模型后選擇所需要的子模型，再點擊首選子模型完成剩余模型的匹配。

3.計算結(jié)果分析3.1 模型建立及簡化泵蓋幾何模型文件格式為x_t，直接導(dǎo)入PERA SIM Mechanical中。本次分析的泵蓋幾何模型如圖1所示：圖1 泵蓋熱結(jié)構(gòu)耦合仿真分析的幾何模型3.2 網(wǎng)格劃分由于泵蓋結(jié)構(gòu)形式較為簡單，本文采用一階四面體單元，生成有限元網(wǎng)格模型。

選擇網(wǎng)格數(shù)對泵效率的影響進行無關(guān)性驗證（如圖3），確定流體域網(wǎng)格總數(shù)約為254萬。轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)離散化網(wǎng)格數(shù)量42萬，網(wǎng)格節(jié)點46萬，網(wǎng)格模型如圖4所示，潛污泵葉輪材料選擇鑄鐵，泵軸材料選擇45鋼。1.3邊界調(diào)節(jié)及求解設(shè)置采用ANSYS-CFX軟件對雙葉片環(huán)保泵進行全流道數(shù)值模擬，由于雙葉片環(huán)保泵內(nèi)部流動復(fù)雜，存在旋轉(zhuǎn)剪切流動和漩渦流動，湍流模型選擇RNGk-ε模型。

為了分析各種不同的泵配置，該幾何結(jié)構(gòu)被高度參數(shù)化。離心泵幾何模型。