传统的基于半经验半理论的离心泵的设计和研制开发,费用高、周期长。虚拟现实技术是计算机动画技术、计算机视觉、人工智能、多媒体技术、模式识别、自动控制、传感技术的综合运用。利用虚拟技术开发新产品费用低、周期短。随着计算机图形学、可视化技术、软件工程、硬件设计及控制工程的迅速发展,虚拟现实技术的应用于离心泵的设计与模拟也越来越受到广泛地关注。本文将虚拟现实技术的应用于离心泵的设计与模拟共进行了四个方面的研究。 第一、二章通过介绍虚拟现实技术的概念、特征、分类以及使用的计算机平台外围设备、应用软件,对虚拟对象的建模方法,虚拟现实系统的结构和设计方法进行了研究。结合虚拟现实技术的发展状况,对虚拟现实的关键技术及其在离心泵中的应用进行了研究。对虚拟现实建模方法和虚拟环境建立作了深入分析。并用Pro/E建立了离心泵的叶轮、蜗壳和整机的虚拟样机模型。 第三章研究了叶轮内部流场计算方法及数据处理和发展趋势,通过对叶片边界层和控制方程的研究,提出了确定边界的条件,建立了叶片边界层微分方程。 第四章研究了国内外有限元软件的研究现状,并应用ANSYS/FLOTRAN模块以用鼠标和键盘作为输入设备,显示器作为输出设备对离心泵三种工况进行了数值模拟,得到了三种工况下的图形求解跟踪图(GST)、流速和压力的分布图。 第五、六章利用五孔球形测针对蜗壳内部的三维流场进行了试验,并将试验结果与蜗壳的数值模拟结果进行了比较分析,提出了改进办法,对探讨影响离心泵效率的原因及为改进离心泵的叶轮和蜗壳设计,提高离心泵的效率,扩大其运行工况范围,提供了重要的理论依据。