排鹽泵熱流固耦合特性分析

王 勇，李 雨，羅凱凱，嚴 駿，陳 杰，唐曉晨

1 前言

船用泵是船舶動力裝置系統的一個重要組成部分，同時也是某些特種船舶為了完成某種特定功能所必需配置的專用設備。因此，為了實現船舶的航行、承載、工作和安全等功能，需要某些具有相應工作參數、結構特點和相關功能的船用泵來作為保證［1］，排鹽泵作為船舶海水淡化裝置最為重要的組成部分，對其運行穩定性和可靠性要求較高，因此對排鹽泵進行結構強度分析具有重要意義。

在以往很多工程實際問題中，對泵的力學特性分析往往忽略了流體與結構耦合作用的影響。流固耦合分為直接耦合、順序耦合和同步耦合3種方式，由于直接耦合消耗極大的計算資源，目前還很難應用在流體機械上，順序耦合即“單向弱耦合”，其按照流體到結構或結構到流體的順序分別求解流場和結構場，同步耦合即“雙向強耦合”，其每一時間步內都實現流體與結構的相互耦合迭代計算。

近年來，隨著流固耦合這一新興學科的發展，國內外不少學者選擇流固耦合方法對流體機械過流部件展開強度分析。梁權偉等運用順序耦合的方法分析了在三維旋轉流動所產生的水壓力作用下，轉輪體的靜強度特性［2］。Bhope等利用試驗技術和有限元分析方法，分析了離心式通風機葉輪的應力、噪聲及流動狀態等［3］。肖若富等應用順序流固耦合方法，對混流式水輪機流場和轉輪葉片的靜應力特性做了系統分析［4］。……