摘要：为了对轴流式止回阀门结构进行优化,采用RNG k-ε模型、转捩SST、转捩K-Kl-ω共3种模型对钝体绕流的边界层分离状态及壁面摩擦阻力进行数值计算,并与试验数据进行对比.结果表明：3种模型均能对边界层分离状况进行正确模拟,其中转捩K-Kl-ω模型计算出的旋涡形状与试验结果更为接近;传统的RNG k-ε模型不能反映转捩过程及转捩前后壁面摩擦阻力的变化,但建立在湍流度经验理论之上的转捩SST、转捩K-Kl-ω这2种模型均能计算出转捩所引起阻力变化情况,且2种模型的计算结果与试验结果一致,并将数值计算的流阻系数与实测数据进行比对,其中转捩K-Kl-ω模型计算所得到的阀门流阻系数相对误差为7%,比传统的RNG k-ε模型更为准确.在验证计算模型可靠性的基础之上,利用转捩K-Kl-ω模型对轴流式止回阀的结构进行了优化,发现光滑渐扩型流道的减阻效果最佳.

关键词：轴流式止回阀 数值模拟 边界层分离 湍流模型 

单位：兰州理工大学石油化工学院; 甘肃兰州730050; 福建省特种设备检验研究院; 福建福州350008