秦淮新河泵站建于 1982 年 6 月，为排灌两用泵站，采用卧式平面 S 型流道形式。2002 年对抽水站进行了加固改造，现安装 1700ZWSQ10-2.5型卧式轴流泵 5 套，主电机 630 k W，总装机容量3150 k W。秦淮新河泵站是秦淮河流域水利工程体系中重要的组成部分，为秦淮河流域防洪、排涝、抗旱和水环境改善发挥了重要作用。特别在2015 年开始实施秦淮河“引江调水”工程，利用秦淮河泵站等工程措施抽引长江水抬高秦淮河水位，有效保障了流域内业生产年年丰收，极大改善了流域和南京市城区水环境和水生态。

大型轴伸贯流泵装置具有大流量、高效率的特点。但基于真机的能量特性及压力脉动相当复杂，研究人员众多。朱荣生等采用大涡模拟方法对贯流泵内部进行数值模拟分析，研究压力脉动对贯流泵性能影响。宋振华等采用模型试验的方法对贯流泵内压力脉动数据进行采集和分析，进一步证明压力脉动对泵水力特性的影响。杨帆等对 S 型管道贯流泵叶片区压力脉动进行分析，只研究叶片处水力特性。而郑源等则只针对贯流泵转轮出口处压力脉动进行分析。

1、数值计算模型

1.1模型参数

本文所用计算模型为秦淮新河双向轴伸贯流泵全过流系统，包括进出水池、进出水流道、前后导叶以及转轮，具体结构如图 1 所示。该泵设计扬程 2.5 m，设计流量为10 m3/s，转速为 250 r/min，转轮转动惯量为 320 kg·m2，叶轮直径为 1.7 m，叶片可在 -6°～ +4°之间调节。泵段部分分别由 5枚前导叶、4 枚转轮叶片和 7 枚后导叶组成。排涝设计扬程 2.0 m。

图 1    三维结构图

泵段具体部件如图 2 所示，共设置四个监视面，分别为前导的前端、转轮前、后端以及后导的后端。考虑重力场及压力沿水深变化，监视点设置在每个截面同一半径处的上中下三个位置处。

图 2    泵段监视点图

1.2   网格

采用结构化网格划分计算模型全流道，图 3为泵部分网格图。在近壁区域应用标准壁面函数（Standard Wall Function）方法，与k-e湍流模型配合处理近壁区域的数值模拟计算。参数y+是用来衡量近壁面处离壁面距离的量

（1）

式中：Δy—第一层网格离壁面距离；

ρ—流体密度；

τw—流体与壁面之间切应力；

v—流体动力粘度。

轴伸贯流泵叶轮与导叶处模型扭曲较大，网格划分复杂。相关研究要求近壁面网格的第一个结点y+＜ 11.63。对导叶及转轮进行网格加密，满足要求。

图 3    泵段网格图

对转轮、前后导叶网格，进行 4 种方案验证。计算轴伸贯流泵稳态下效率计算对比。网格划分方案及验证结果见表 1 与图 4。

表 1    网格划分方案

图 4    网格无关性验证结果

因此，此次过渡过程全流道模型选取导叶为110 万、前导叶 40 万、后导叶 60 万的网格进行数值计算。