網格節點數對計算效率和計算精度都有較大影響,一般來說網格密度越大,計算精度往往越高,但同時計算所耗費的時間也越長。為此,首先采用不同網格密度對同一計算工況進行數值模擬,并通過與試驗值對比以驗證所選網格密度的可行性與精確性。表1中列出了進行網格無關性驗證的5套網格。為保證選用的5套驗證網格均與計算所采用的湍流模型(SST模型)相匹配,轉輪葉片以及雙列葉柵葉片等重要壁面邊界層上的平均y+值都小于11,邊界層網格層數均大于10。
水泵工況駝峰區的數值模擬較為關注揚程與效率,因此將這兩個參數作為網格無關性的驗證參數;在22mm開度,流量225.4kg/s的水泵工況下,http://gygpump01.cn.qiyeku.com的流量-揚程曲線已經脫離非穩定區域,此時流場較為平穩,數值模擬準確度高,因此選取該工況點為網格無關性驗證點。
圖1和圖2分別為不同網格節點數下揚程與效率計算值的變化規律,表2給出了數值模擬的具體數值以及計算工況點的試驗值。計算結果顯示:5套網格所得到的計算結果與試驗值的誤差均不超過3%,且隨著網格數的增加誤差逐漸縮小;當網格數大于500萬后誤差縮小的趨勢放緩,增加網格數對計算精度的增加作用減弱,但計算所需要的時間卻急劇增大。當全流道網格節點數為911萬時,揚程與效率的計算結果與節點數為545萬時相差分別小于0.12%和0.22%,可見網格對計算準確度的影響已經非常小,但此時計算所需時間增加近50%。考慮計算所需時間與計算的準確度,采用545萬網格進行駝峰區的數值研究。
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