[发明专利]叶片泵转子系统的振动仿真分析方法及其装置

权利要求书

1.一种叶片泵转子系统的振动仿真分析方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

对叶片泵的三维水体模型进行网格划分得到三维水体网格，并利用所述三维水体网格建立计算流体力学模型，所述三维水体网格包括多个叶片网格单元和多个轮毂网格单元；

根据计算流体力学模型进行稳态计算，获得稳态计算结果，以稳态计算结果为初始值，设定计算时间步长和第一计算总时长，根据计算流体力学模型计算每个叶片网格单元和每个轮毂网格单元表面水压分布，获得每个叶片网格单元水平面和竖直面轴向瞬态受力和每个轮毂网格单元水平面和竖直面轴向瞬态受力；针对每个时间步长，分别对所述叶片网格单元和所述轮毂网格单元的水平面以及所述叶片网格单元和所述轮毂网格单元的竖直面轴向瞬态受力进行积分，获得水平面和竖直面上叶轮的瞬态受力随时间的分布；

以叶轮的瞬态受力作为叶轮质点的载荷条件，采用有限元分析根据预设的转子系统信息对由主轴、轴承和叶轮质点组成的转子系统进行瞬态动力学分析，并获得瞬态动力学分析结果，其中，有限元分析的计算总时长与第一计算总时长相同；

根据瞬态动力学分析结果获得转子系统的振动情况。

2.根据权利要求1所述的叶片泵转子系统的振动仿真分析方法，其特征在于，所述对叶片泵的三维水体模型进行网格划分得到三维水体网格，并利用所述三维水体网格建立计算流体力学模型包括：

分别单独绘制叶片泵的叶轮水体、吸水室水体和压水室水体，再将三者进行装配组合为一个整体进行网格划分得到三维水体网格；

利用所述三维水体网格建立计算流体力学模型；

确定计算流体力学模型的进口边界条件和出口边界条件。

3.根据权利要求2所述的叶片泵转子系统的振动仿真分析方法，其特征在于，所述确定计算流体力学模型的进口边界条件和出口边界条件包括：

分别建立所述吸水室水体与所述叶轮水体以及所述叶轮水体与所述压水室水体的交界面联系，并以所述吸水室水体与所述叶轮水体的交界面为进口，所述叶轮水体与所述压水室水体的交界面为出口；

根据设计参数的工况点确定计算流体力学模型的进口边界条件和出口边界条件，所述设计参数包括流体介质的密度和粘度以及叶轮水体的旋转速度。

4.根据权利要求3所述的叶片泵转子系统的振动仿真分析方法，其特征在于，所述以叶轮的瞬态受力作为叶轮质点的载荷条件，采用有限元分析根据预设的转子系统信息对由主轴、轴承和叶轮质点组成的转子系统进行瞬态动力学分析，并获得瞬态动力学分析结果，其中，有限元分析的计算总时长与第一计算总时长相同包括：

对由主轴、轴承和叶轮质点组成的转子系统的三维有限元瞬态分析模型进行有限元网格划分；

分别将水平面上叶轮的瞬态受力随时间的分布和竖直面上叶轮的瞬态受力随时间的分布导入所述三维有限元瞬态分析模型，作为叶轮质点受力的载荷条件；

设定转子系统信息和计算总时长，对所述转子系统进行瞬态动力学分析并获得瞬态动力学分析结果，所述转子系统信息包括主轴转速和轴承约束条件，其计算总时长与所述第一计算总时长相同。