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离心式心脏泵内部流场的定常与非定常数值模拟的中期报告
本次数值模拟旨在研究离心式心脏泵的内部流场特性,包括流速分布、压力分布、涡度等参数的变化规律。本报告为中期报告,介绍了进行数值模拟的方法和已获得的初步结果,以及进一步研究的计划和思路。
1.数值模拟方法
本次数值模拟采用计算流体力学方法,利用商业软件ANSYS Fluent进行模拟。模型采用3D非结构网格,模型几何为离心式心脏泵的主要部分,如图1所示。模型边界条件如下:
* 入口:恒定流速,无旋度;
* 出口:定义压力,无旋度;
* 泵壳、转子外表面、进出口法兰面:静壁面。
2.初步结果
根据采用的数值模拟方法,我们得到了离心式心脏泵内部的流速分布、压力分布、涡度等参数。初步结果表明,离心式心脏泵内部的流场存在着较强的不均匀性,如图2所示。流速分布呈现较强的旋转和径向变化,主要集中在转子和泵壳之间的间隙内。涡度分布也较为复杂,有多个旋转涡存在。
3.进一步计划
基于初步结果,我们将进一步研究离心式心脏泵内部流场的特性,主要包括:
* 研究不同入口流速和出口压力条件下的流场特性,并与实验数据对比验证模型的准确性;
* 分析转子叶片几何形状对流场的影响,以优化泵的性能;
* 探究离心式心脏泵内部的涡结构和涡漩动力学特性,以更好地理解泵的工作原理。
4.结论
本报告介绍了离心式心脏泵内部流场的定常和非定常数值模拟的方法和初步结果,并提出了进一步研究的计划和思路。通过这些研究,有望为离心式心脏泵的设计和优化提供更为精确和全面的理论支持。
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