張金鳳，王文杰，方玉建，葉麗婷，袁壽其

（江蘇大學(xué)流體機(jī)械工程技術(shù)研究中心，鎮(zhèn)江 212013）

分流葉片離心泵非定常流動(dòng)及動(dòng)力學(xué)特性分析

張金鳳，王文杰，方玉建，葉麗婷，袁壽其

（江蘇大學(xué)流體機(jī)械工程技術(shù)研究中心，鎮(zhèn)江 212013）

為了研究在流固耦合作用下分流葉片對(duì)低比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵內(nèi)部非定流動(dòng)及結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的影響，以高溫熔鹽泵為研究對(duì)象，采用計(jì)算流體力學(xué)軟件ANSYS CFX12．1和有限元軟件ANSYS Workbench對(duì)有／無(wú)分流葉片的兩種方案高溫熔鹽泵，進(jìn)行了考慮泵內(nèi)部流場(chǎng)和結(jié)構(gòu)場(chǎng)的相互作用的雙向流固耦合求解。對(duì)比分析了兩種方案對(duì)泵非定常流動(dòng)及結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的影響，結(jié)果表明：流固耦合作用使得各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的壓力脈動(dòng)和徑向力脈動(dòng)規(guī)律和幅值均發(fā)生了明顯變化，說(shuō)明在該類泵的流場(chǎng)模擬中，流固耦合作用較明顯，不可忽視；分流葉片的添置減小了流場(chǎng)內(nèi)壓力脈動(dòng)及徑向力脈動(dòng)幅值；帶分流葉片轉(zhuǎn)子的變形量變化梯度、等效應(yīng)力變化梯度、最大變形量及最大應(yīng)力值均小于不帶分流葉片轉(zhuǎn)子，且?guī)Х至魅~片轉(zhuǎn)子等效應(yīng)力隨時(shí)間的變化也明顯小于不帶分流葉片轉(zhuǎn)子。即分流葉片的添置不僅有利于提高轉(zhuǎn)子的承載能力，而且還有利于改善轉(zhuǎn)子的變形和受力，從而提高轉(zhuǎn)子的抗疲勞能力。

分流葉片；熔鹽泵；雙向流固耦合；非定常流動(dòng)；結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性

泵是一種高溫熔鹽的輸送設(shè)備，用于高溫硝酸鹽、亞硝酸鹽、離子膜燒堿的輸送，并廣泛用于三聚氫胺、制鹽、制堿及尿素等化工流程。熔鹽泵在高速運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中需要承受由于離心力、流體作用力等作用而產(chǎn)生的應(yīng)力。

目前，流固耦合理論在旋轉(zhuǎn)機(jī)械領(lǐng)域應(yīng)用較為成熟。Rodriguez等［1］提出了一種附加質(zhì)量的計(jì)算方法，并在空氣中和靜水兩種環(huán)境下對(duì)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪進(jìn)行了模態(tài)試驗(yàn)。張立翔等［2］對(duì)水輪機(jī)葉片流固耦合振動(dòng)分析進(jìn)行了理論推導(dǎo)，并對(duì)水輪機(jī)進(jìn)行了計(jì)算與試驗(yàn)，計(jì)算值與試驗(yàn)值吻合較好。羅永要等［3］采用CFD和FEA軟件對(duì)混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪在水介質(zhì)中的模態(tài)特性進(jìn)行了流固耦合計(jì)算研究。而且國(guó)內(nèi)外學(xué)者在離心泵雙向流固耦合的研究中已取得大量成果，Benra等［4］利用CFD和有限元分析軟件對(duì)單葉片離心泵采用流固耦合計(jì)算方法分析了轉(zhuǎn)子振動(dòng)位移和所受的水力激勵(lì)。裴吉等［5］采用雙向流固耦合方法對(duì)離心泵內(nèi)流場(chǎng)和葉輪結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行聯(lián)合求解，研究了流固耦合作用對(duì)離心泵內(nèi)部流場(chǎng)的影響。劉厚林等［6］針對(duì)導(dǎo)葉式離心泵采用單向和雙向流固耦合計(jì)算方法，并對(duì)葉輪進(jìn)行了強(qiáng)度分析。

分流葉片設(shè)計(jì)方法采用了長(zhǎng)、短葉片間隔布置，可有效改善葉輪內(nèi)流場(chǎng)分布，是改善離心泵葉輪機(jī)械綜合性能的有效途徑之一。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)帶分流葉片離心泵進(jìn)行了大量研究，主要是分流葉片的設(shè)計(jì)方法以及對(duì)帶分流葉片的離心泵內(nèi)流場(chǎng)的數(shù)值模擬、PIV測(cè)試和性能試驗(yàn)研究等方面［7－10］。然而，目前對(duì)帶分流葉片的離心泵數(shù)值模擬的研究中，沒(méi)有考慮到結(jié)構(gòu)場(chǎng)與泵內(nèi)部流場(chǎng)的相互影響。

由于低比轉(zhuǎn)數(shù)高溫熔鹽泵內(nèi)部的流動(dòng)十分復(fù)雜，流體與葉輪之間存在著相互作用：一方面，在流體壓力載荷的作用下，葉輪會(huì)產(chǎn)生變形；另一方面，葉輪的變形反過(guò)來(lái)會(huì)影響流場(chǎng)的分布，從而改變流體載荷的分布和大小。因此，將流體與結(jié)構(gòu)單獨(dú)求解，可能導(dǎo)致低比轉(zhuǎn)數(shù)高溫熔鹽泵內(nèi)流場(chǎng)和流動(dòng)誘導(dǎo)振動(dòng)分析結(jié)果與實(shí)際不相符。

因此，本文采用計(jì)算流體力學(xué)軟件CFX12．1和有限元軟件ANSYS Workbench 12．1求解器，對(duì)設(shè)計(jì)工況下相同工作溫度（以700℃為例）的有／無(wú)分流葉片低比轉(zhuǎn)數(shù)高溫熔鹽泵分別進(jìn)行考慮內(nèi)部流場(chǎng)和結(jié)構(gòu)場(chǎng)相互作用的兩場(chǎng)交替聯(lián)合求解，研究葉輪變形對(duì)有／無(wú)分流葉片低比轉(zhuǎn)數(shù)高溫熔鹽泵內(nèi)部流場(chǎng)的影響規(guī)律，并將流場(chǎng)計(jì)算得到的瞬態(tài)載荷加載到泵轉(zhuǎn)子上進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，從而得到泵轉(zhuǎn)子的瞬態(tài)應(yīng)力及位移特性。

1 計(jì)算模型與數(shù)值模擬

1.1 模型泵方案設(shè)計(jì)

某系統(tǒng)用高溫熔鹽泵模型設(shè)計(jì)性能參數(shù)為：流量Q＝15 m3／h，揚(yáng)程H＝45 m；設(shè)計(jì)限制及要求：受一些冷卻機(jī)構(gòu)限制，該泵潛于泵罐內(nèi)，罐體直徑為1 m；其結(jié)構(gòu)是長(zhǎng)軸液下泵，對(duì)泵的結(jié)構(gòu)變形和受力等十分敏感。

根據(jù)上述設(shè)計(jì)要求，選擇設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速n＝2 900 r／min，計(jì)算比轉(zhuǎn)數(shù)ns＝39，屬于典型的低比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵范疇，設(shè)計(jì)了兩個(gè)葉輪方案，其中方案一為4葉片普通離心葉輪設(shè)計(jì)方案，方案二是在方案一的基礎(chǔ)上進(jìn)行的優(yōu)化，即在方案一的長(zhǎng)葉片之間添置了向長(zhǎng)葉片背面偏置且進(jìn)口直徑為0．75D2的分流葉片。

輸送介質(zhì)為FLiNaK熔鹽：700℃下密度為2．02 g／cm3、粘度為2．9 cP。模型泵葉輪和軸的材料為Hastelloy C－276合金，密度為8 890 kg／m3，彈性模量為208 GPa，泊松比為0．307。

1.2 網(wǎng)格劃分

采用Pro／E 5．0對(duì)高溫熔鹽泵進(jìn)行三維全流場(chǎng)造型，將模型導(dǎo)入ICEM CFD軟件，采用非結(jié)構(gòu)化四面體網(wǎng)格進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并在隔舌處進(jìn)行加密，網(wǎng)格總數(shù)約為130萬(wàn)左右，滿足網(wǎng)格無(wú)關(guān)性要求，如圖1（a）、（b）、（c）所示。固體區(qū)域有限元網(wǎng)格在ANSYS Workbench中生成，網(wǎng)格單元數(shù)為475504，如圖1（d）所示。

圖1 計(jì)算域網(wǎng)格Fig．1 The computational mesh

1.3 數(shù)值模擬方法

應(yīng)用ANSYS CFX軟件進(jìn)行全流場(chǎng)數(shù)值模擬，采用標(biāo)準(zhǔn)k－ε湍流模型進(jìn)行求解，進(jìn)口邊界條件設(shè)定為速度進(jìn)口，出口邊界條件設(shè)定為平均靜壓。固體壁面設(shè)定為無(wú)滑移邊界條件，固體壁面粗糙度0．012 5 mm。葉輪和蝸殼之間的交界面設(shè)為Frozen Rotor，網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)的匹配方式設(shè)定為GGI模式。

在進(jìn)行雙向流固耦合求解時(shí)，設(shè)置如下：

（1）在Workbench的Transient Structure模塊中設(shè)置結(jié)構(gòu)的材料屬性、耦合交界面、約束等信息，并生成以．inp為后綴的結(jié)構(gòu)場(chǎng)設(shè)置文件。將CFX求解器中的外部求解器耦合功能（External Solver Coupling）設(shè)置為ANSYS MultiField，并讀入結(jié)構(gòu)場(chǎng)設(shè)置文件；

（2）在流固耦合的作用下，流體計(jì)算網(wǎng)格會(huì)發(fā)生變形，因此，需要對(duì)流場(chǎng)的計(jì)算域進(jìn)行動(dòng)網(wǎng)格設(shè)置，即將網(wǎng)格移動(dòng)（Mesh Motion）設(shè)置為ANSYS MultiField，CFX從ANSYS求解器接收網(wǎng)格的變形信息（Total Mesh Displacement），而ANSYS求解器接收CFX計(jì)算的力載荷（Total Force）；

（3）由于雙向流固耦合的計(jì)算量較大，因此，選擇相對(duì)較大的時(shí)間步長(zhǎng)進(jìn)行計(jì)算。在流場(chǎng)及結(jié)構(gòu)場(chǎng)的設(shè)置中均以葉輪旋轉(zhuǎn)18°作為一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)，每個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)為0．001 034 48 s，每20個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)為一個(gè)旋轉(zhuǎn)周期，葉輪旋轉(zhuǎn)5個(gè)周期，總計(jì)算時(shí)間為0．103 448 28 s，并選取第5周期的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行流場(chǎng)及結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性分析。

為分析流道內(nèi)不同位置的壓力隨時(shí)間的變化情況，在低比轉(zhuǎn)數(shù)高溫熔鹽泵葉輪－蝸殼交界面、葉輪進(jìn)口及蝸殼出口處布置了22個(gè)測(cè)點(diǎn)，如圖2所示。

圖2 壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置Fig．2 the distributions of the monitors

2 外特性分析

圖3顯示了兩種方案模擬揚(yáng)程和模擬效率的對(duì)比。從圖中可以看出，兩個(gè)方案的模擬揚(yáng)程均能滿足設(shè)計(jì)要求，且方案A的揚(yáng)程明顯高于不帶分流葉片設(shè)計(jì)方案。在小流量工況下，方案B的效率略微有所下降，但最高效率點(diǎn)卻往大流量方向偏移，且方案B的高效區(qū)比方案A的寬，因此帶分流葉片的葉輪可以加大泵的運(yùn)行范圍。

圖3 方案A與方案B的性能對(duì)比Fig．3 The comparision of plan A and B

3 考慮流固耦合前后模擬結(jié)果對(duì)比

為了分析泵內(nèi)壓力脈動(dòng)和徑向力特性，分別定義無(wú)量綱壓力系數(shù)Cp和徑向力系數(shù)K：

式中，Δp為監(jiān)測(cè)點(diǎn)靜壓與參考?jí)毫χ?，取參考?jí)毫Φ扔?01 325 Pa；ρ為密度，取2 020 kg／m3；u2為葉輪出口圓周速度；F為徑向力。

3.1 熔鹽泵流道內(nèi)非定常壓力脈動(dòng)分析

分析了設(shè)計(jì)工況下有／無(wú)分流葉片熔鹽泵在各監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的壓力脈動(dòng)隨時(shí)間變化的曲線，其中進(jìn)口和隔舌監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的壓力脈動(dòng)變化最明顯，出口監(jiān)測(cè)點(diǎn)的壓力脈動(dòng)幅值相對(duì)較小，如圖4所示。尤其對(duì)于無(wú)分流葉片的方案A，考慮流固耦合作用后，監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的壓力脈動(dòng)發(fā)生了明顯變化，且無(wú)特定規(guī)律，脈動(dòng)幅值顯著增大；帶分流葉片的方案B壓力脈動(dòng)規(guī)律基本保持不變，但脈動(dòng)幅值略有降低，說(shuō)明在該類泵的流場(chǎng)模擬中，流固耦合作用較明顯。

且方案B的各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的壓力脈動(dòng)幅值均小于無(wú)分流葉片方案A，且脈動(dòng)規(guī)律相對(duì)更加均勻，均出現(xiàn)了明顯的8個(gè)波峰波谷，說(shuō)明分流葉片的添置使得葉片與蝸殼動(dòng)靜干涉作用減弱，使得葉輪的變形情況得到了有效改善，從而也減弱了葉輪變形對(duì)流場(chǎng)的影響。

3.2 葉輪徑向力分析

圖5是流固耦合前后的徑向力脈動(dòng)時(shí)域圖，二者存在較大差異。對(duì)于葉輪方案A，流固耦合后的徑向力脈動(dòng)無(wú)特定規(guī)律，且徑向力明顯減?。粚?duì)于帶分流葉片葉輪方案B，流固耦合前后的徑向力脈動(dòng)曲線脈動(dòng)規(guī)律較為一致，但耦合后波峰位置下移，波谷位置上移，脈動(dòng)幅值明顯減小。說(shuō)明流固耦合作用對(duì)葉輪徑向力的影響不可忽略，且分流葉片的添置減弱了流固耦合作用對(duì)葉輪徑向力的影響。因而后續(xù)分析均采用考慮了雙向流固耦合作用的計(jì)算結(jié)果。

4 轉(zhuǎn)子瞬態(tài)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性分析

4.1 轉(zhuǎn)子最大變形量分析

設(shè)計(jì)工況下有／無(wú)分流葉片轉(zhuǎn)子最大變形量和最大等效應(yīng)力隨時(shí)間變化的情況，如圖6和7所示?？梢钥闯?，有／無(wú)分流葉片轉(zhuǎn)子的最大變形量和最大等效應(yīng)力均隨著計(jì)算時(shí)間的推移變化不大，說(shuō)明計(jì)算結(jié)果已趨于穩(wěn)定。但添置分流葉片后，轉(zhuǎn)子的最大變形量和最大等效應(yīng)力均明顯地減小，進(jìn)一步證實(shí)了分流葉片對(duì)轉(zhuǎn)子變形和受力的改善作用。

4.2 轉(zhuǎn)子瞬態(tài)變形分布

圖8為第五周期有／無(wú)分流葉片轉(zhuǎn)子各個(gè)時(shí)刻變形分布圖。從圖中可以看出，各時(shí)刻下轉(zhuǎn)子的變形分布圖基本一致，均呈中心對(duì)稱分布。對(duì)比兩種模型的變形分布圖可知，二者的最小變形量均出現(xiàn)在軸心處，但無(wú)分流葉片的轉(zhuǎn)子變形量明顯大于有分流葉片的轉(zhuǎn)子變形量，且其最大變形量出現(xiàn)在葉輪出口靠近葉片吸力面處，而帶分流葉片轉(zhuǎn)子的最大變形量則均勻分布于葉輪出口處，這是因?yàn)榉至魅~片的添置使得葉輪出口處的流動(dòng)變得均勻，從而提高了葉輪出口處變形量分布的均勻性。

圖4 設(shè)計(jì)工況下監(jiān)測(cè)點(diǎn)壓力脈動(dòng)Fig．4 The pressure fluctuation distributions of the monitors at the design condition

圖5 葉輪徑向力時(shí)域圖Fig．5 The time domain of radical force of the impeller

圖6 轉(zhuǎn)子最大變形量時(shí)域圖Fig．6 The time domain of the maximum deformation of the rotor

圖7 轉(zhuǎn)子最大等效應(yīng)力時(shí)域圖Fig．7 The time domain of maximum equivalent stress of the rotor

圖8 轉(zhuǎn)子各時(shí)刻變形分布Fig．8 The deformation distribution of the rotor

圖9 轉(zhuǎn)子各時(shí)刻等效應(yīng)力分布Fig．9 The equivalent stress distribution of the rotor

4.3 轉(zhuǎn)子各時(shí)刻等效應(yīng)力分布

圖8為第五周期有／無(wú)分流葉片轉(zhuǎn)子各個(gè)時(shí)刻等效應(yīng)力分布情況?？梢钥闯?，各時(shí)刻下的等效應(yīng)力分布基本一致，且應(yīng)力值變化很小，表明轉(zhuǎn)子所受的交變應(yīng)力較小，不容易產(chǎn)生疲勞破壞。對(duì)比可知，添置分流葉片后，轉(zhuǎn)子的等效應(yīng)力變化梯度及最大值均減小，且等效應(yīng)力值隨時(shí)間的變化也明顯減小，說(shuō)明分流葉片的添置不僅有利于提高轉(zhuǎn)子的承載能力，而且還有利于提高轉(zhuǎn)子的抗疲勞能力。

5 結(jié) 論

本文采用雙向流固耦合方法，分析了不同工況下有／無(wú)分流葉片兩方案的非定常全流場(chǎng)流動(dòng)特性及轉(zhuǎn)子瞬態(tài)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性，主要結(jié)論有：

（1）對(duì)比考慮流固耦合前后的壓力脈動(dòng)和徑向力分布規(guī)律可知，流固耦合作用使得各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的壓力脈動(dòng)和徑向力脈動(dòng)規(guī)律和幅值均發(fā)生了明顯變化，說(shuō)明在該類泵的流場(chǎng)模擬中，流固耦合作用較明顯；添置分流葉片的方案B的各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的壓力脈動(dòng)和徑向力幅值均小于無(wú)分流葉片方案A，且脈動(dòng)規(guī)律相對(duì)更加均勻。

（2）方案A和方案B的轉(zhuǎn)子的最大變形量和最大等效應(yīng)力均隨著計(jì)算時(shí)間的推移而降低；方案B的轉(zhuǎn)子的最大變形量和最大等效應(yīng)力均比方案A的要小，說(shuō)明分流葉片的添置可改善轉(zhuǎn)子變形和受力。

（3）各個(gè)時(shí)刻下，方案A的轉(zhuǎn)子的變形量變化梯度、等效應(yīng)力變化梯度、最大變形量及最大應(yīng)力值均小于方案B的轉(zhuǎn)子，說(shuō)明分流葉片不僅有利于提高轉(zhuǎn)子的承載力，而且還有利于減小作用在轉(zhuǎn)子上的交變應(yīng)力，從而提高轉(zhuǎn)子的抗疲勞能力。

［1］Rodriguez C G，Equsquiza E，Escaler X，et al．Experimental investigation of added mass effects on a Francis turbine runner in still water［J］．Journal of Fluids and Structures，2006，22 （5）：699－712．

［2］Zhang L X，Guo Y K，Wang W Q．FEM simulation of turbulent flow in a turbine blade passage with dynamical fluidstructure interaction［J］．International Journal for Numerical Methods in Fluids，2009，12：1299－1330．

［3］羅永要，王正偉，梁權(quán)偉．混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪動(dòng)載荷作用下的應(yīng)力特性［J］．清華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2005，45（2）：235－237．

LUO Yong-yao，WANG Zheng-wei，LIANG Quan-wei．Stress of Francis turbine runners under fluctuant work conditions ［J］．JournalofTsinghuaUniversity（Scienceand Technology），2005，45（2）：235－237．

［4］Benra F K，Dohmen H J．Comparison of pump impeller orbit curves obtained by measurement and FSI simulation［C］．ASME PVP2007，San Antonio，Texas，2007．

［5］裴吉，袁壽其，袁建平．流固耦合作用對(duì)離心泵內(nèi)部流場(chǎng)影響的數(shù)值計(jì)算［J］．農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2009，40（12）：107－112．

PEIJi，YUANShou-qi，YUANJian-ping．Numerical calculation for effect of fluid-structure interaction on flow field in centrifugal pump［J］．Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery，2009，40（12）：107－112．

［6］劉厚林，徐歡，吳賢芳．基于流固耦合的導(dǎo)葉式離心泵強(qiáng)度分析［J］．振動(dòng)與沖擊，2013，32（13）：27－30．

LIU Hou-lin，XU Huan，WU Xian-fang，et al．Strength analysis of a diffuser pump based on fluid-structure interaction ［J］．Journal of Vibration and Shock，2013，32（13）：27 －30．

［7］Kergourlay G，Younsi M，Bakir F，et al．Influence of splitter blades on the flow field of a centrifugal pump：test-analysis comparison［J］．International Journal of Rotating Machinery，2007，1．

［8］袁壽其，何有世，袁建平，等．帶分流葉片的離心泵葉輪內(nèi)部流場(chǎng)的PIV測(cè)量與數(shù)值模擬［J］．機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2006，42（5）：60－63．

YUAN Shou-qi，HE You-shi，YUAN Jian-ping，et al．PIV measurements and numerical simulations of flow in centrifugal pump impellers with splitting vanes［J］．Chinese Journal of Mechanical Engineering，2006，42（5）：60－63．

［9］張金鳳，袁壽其，付躍登，等．分流葉片對(duì)離心泵流場(chǎng)和性能影響的數(shù)值預(yù)報(bào)［J］．機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2009，45（7）：131 －137．

ZHANG Jin-feng，YUAN Shou-qi，F(xiàn)U Yue-deng，et al．Numerical forecast of the influence of splitter blades on the flow field and characteristics of a centrifugal pump［J］．Chinese Journal of Mechanical Engineering，2009，45（7）：131－137．

［10］崔寶玲，朱祖超，林勇剛．長(zhǎng)中短葉片復(fù)合葉輪離心泵流動(dòng)數(shù)值模擬［J］．農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2011，42（3）：74－79．

CUI Bao-ling，ZHU Zu-chao，LIN Yong-gang．Numerical simulation of inner flow in centrifugal pump with long-midshort blade complex impeller［J］．Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery，2011，42（3）：74－79．

Influence of splitter blades on unsteady flow and structural dynamic characteristics of a molten salt centrifugal pump

ZHANG Jin-feng，WANG Wen-jie，F(xiàn)ANG Yu-jian，YE Li-ting，YUAN Shou-qi
（Research Center of Fluid Machinery Engineering and Technology，Jiangsu University，Zhenjiang 212013，China）

In order to investigate the effect of splitter blades on unsteady flow and structural dynamic characteristics of a molten salt centrifugal pump，the directly coupled method considering interaction of fluid and structure was applied to compare the unsteadiness and structural dynamic characteristics of the pump with and without splitter blades by using ANSYS CFX 12．1 and ANSYS Workbench．By comparing the results of the unsteady flow and the structural characteristics，it was shown that the results of pressure fluctuation and the radical trust change greatly，the effect of FSI is very obvious，it cannot be ignored；the pressure fluctuation，the radical trust，the maximum equivalent stress fluctuations，the maximum deformation fluctuations，the equivalent stress distribution，and the maximum stress and the maximum deformation of the pump with splitter blades are smaller than those of the pump without splitter blades，so the splitter blades can improve the impeller loads and the capability of anti-fatigue．

splitter blade；molten salt pump；FSI；unsteady flow；structural dynamic characteristics

TH311

A

10．13465／j．cnki．jvs．2014．23．007

國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2011BAF14B04）；國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（51009072）

2013－11－08 修改稿收到日期：2014－01－02

張金鳳女，副研究員，1981年2月生