[发明专利]叶顶间隙对汽车水泵压力脉动影响的模拟方法及模拟装置

说明书

本发明提供了一种叶顶间隙对汽车水泵压力脉动影响的模拟方法及模拟装置。其中，模拟方法包括建立模型、网格划分以及监测点布置。所述汽车水泵的流体域包括泵腔、叶顶间隙、叶轮、蜗壳以及出水管，对所述汽车水泵采用混合四面体和六面体非结构性网格进行网格划分；在叶片的压力面和吸力面分别布置多个监测点，蜗壳周向布置多个监测点。本发明的模拟方法及模拟装置，可以更准确地找到汽车水泵压力脉动的主频，便于找到叶顶间隙与叶片上和蜗壳的压力脉动之间的关系，还能够模拟出叶顶间隙厚度与叶轮、蜗壳和叶顶间隙上的压力的关系，以及与蜗壳内的流速的关系，还有与叶轮流道内涡强度及，蜗壳出口处涡强度的关系等。

技术领域

本发明涉及汽车领域，具体而言，涉及一种叶顶间隙对汽车水泵压力脉动影响的模拟方法及模拟装置。

背景技术

目前，汽车水泵作为发动机冷却系统中的核心部件，其作用是提高循环系统中冷却液的工作压力，为发动机相关部件间的冷却液循环提供动力。随着汽车行业的高速发展，振动噪声问题越来越受到了国内外学者的广泛关注，振动加速了材料及零部件摩损破坏，而汽车水泵内部元件诱发脉动产生噪声引起的振动，严重时，汽车水泵振动加剧，甚至损坏。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种叶顶间隙对汽车水泵压力脉动影响的模拟方法及模拟装置。

为了解决上述技术问题中的至少一个，本发明提供了以下技术方案：

一种叶顶间隙对汽车水泵压力脉动影响的模拟方法，包括：

建立模型；

网格划分，所述汽车水泵的流体域包括泵腔、叶顶间隙、叶轮、蜗壳以及出水管，对所述汽车水泵采用混合四面体和六面体非结构性网格进行网格划分；以及

监测点布置，在叶片压力面和吸力面分别布置多个监测点，蜗壳周向布置多个监测点。

进一步地，在本发明的可选实施例中，所述建立模型包括设定所述汽车水泵的转速、流量、扬程、效率以及进口和出口的数量。

进一步地，在本发明的可选实施例中，所述汽车水泵包括两个进口和一个出口，两个进口的直径分别为18mm和30mm，出口的直径为85mm。

进一步地，在本发明的可选实施例中，对所述泵腔、所述叶轮、所述蜗壳以及所述出水管采用非结构网格划分，对叶顶间隙采用结构网格划分，轴向划分多层网格，进行网格无关性验证以确定网格单元数量。

进一步地，在本发明的可选实施例中，所述网格划分步骤中还包括边界条件设置。

进一步地，在本发明的可选实施例中，边界条件设置中，选用压力进口，流量出口，壁面采用无滑移条件。

进一步地，在本发明的可选实施例中，在叶片压力面和吸力面分别布置2-4个监测点，蜗壳周向布置4-6个监测点。

本发明还提供了一种叶顶间隙对汽车水泵压力脉动影响的模拟装置，包括：

汽车水泵；

水箱；

电动机，所述电动机被配置成驱动所述汽车水泵的叶轮转动；

进水管，所述进水管的进水端位于所述水箱内，所述进水管的出水端与所述汽车水泵的进口连接；

出水管，所述出水管的出水端位于所述水箱内，所述出水管的进水端与所述汽车水泵的出口连接；

流量计，所述流量计被配置成检测所述出水管的流量；以及

进口压力传感器，所述进口压力传感器被配置成检测所述进水管的压力；

出口压力传感器，所述出口压力传感器被配置成检测所述出水管的压力。