科学技术与应用

离心泵气蚀损伤预测模型与抗蚀优化设计方法研究

孙 健鑫

山东齐胜工贸股份有限公司

DOI: https://doi.org/10.59429/kxjsyy.v2i3.10715

Keywords: 气蚀损伤预测；抗蚀优化；多物理场耦合；数字孪生

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Abstract

论文针对离心泵气蚀损伤预测与抗蚀优化中的技术瓶颈，提出一套创新方法体系。其一，构建基于 LES 湍 流模型与 Zwart 空化模型的多物理场耦合混合预测模型，通过热力学修正与机器学习融合，实现流场—温度场—损 伤场的全尺度精准模拟，预测误差显著降低。其二，发展多目标协同优化策略，结合拓扑优化、表面改性技术与智 能控制，使必需汽蚀余量 NPSHr 降低 18.6%，抗疲劳寿命提升 2.3 倍。其三，建立虚实融合的验证与迭代机制，通 过高精度数值仿真、透明模型实验与数字孪生技术的闭环反馈，将优化周期缩短至12天，剩余寿命预测误差降至9.8%。 研究成果为离心泵抗蚀设计提供从机理认知到工程落地的全流程解决方案。

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