离心泵是现代工业主流流体输送装备，广泛应用于能源化工、核电辅机等场景，其内部强非定常湍流，直接影响设备效率、能源消耗与系统稳定性。而工业界长期依靠主流RANS仿真，对微尺度湍流还原严重不足。

高保真湍流模拟是叶轮机械CFD前沿方向，全流道大涡模拟（LES）可直接解析大尺度涡，揭示流动损失与激励机理，但受算力、网格、动静交界面处理约束，工业级高质量算例仍较为稀缺。

本次仿真基于DIMAXER云平台，对单级离心泵开展23亿网格点规模的全流道大涡模拟，并与其他商业软件结果进行直观对比，DIMAXER以更高精度还原了叶轮-蜗壳瞬态耦合流场，展现了其高阶算法在大规模工业LES应用中的独特优势。

01 模型与工况

经典单级离心泵，包含叶轮（旋转域）与蜗壳（静止域）。叶轮为闭式结构，含六个三维扭曲叶片，蜗壳为常规螺旋形设计。

工况基于额定运行条件设定，模拟稳定运行状态

02 大规模全六面体网格方案

离心泵叶轮高速旋转，近壁区湍流边界层演化、尾迹涡脱落等微尺度现象，对网格分辨率要求极高。DIMAXER全六面体网格方案，保证了LES对湍流多尺度结构的解析精度：

• 数值耗散极低：网格正交性出色，大幅降低数值耗散，完整保留小尺度涡解析精度；

• 网格点优势显著：网格节点排布有序，同等网格总量下可精准覆盖边界层、剪切层核心区域；

• 计算稳定性高：规整拓扑适配GPU并行，求解器可稳定支持大规模仿真计算。 

初始网格：

离心泵整体网格

旋转域	静域过渡处动	隔舌处

DIMAXER四阶精度重构后，规模达23亿网格点：

离心泵主体网格点

叶片表面网格点	旋转域局部网格点

03 计算结果

1 秩益DIMAXER与某商软仿真结果对比

通过与其他商软LES、RANS结果的直观对比，DIMAXER展现了远超其他商软的计算精度与细节丰富度：

无失真地还原剪切层脱落、多尺度涡系交织、局部压力极值及壁面非定常压力脉动等复杂物理现象，而这些细节在其他商软结果中大多被过度平滑或抹去。

DIMAXER LES	某商软 LES	某商软 RANS

DIMAXER LES	某商软 LES	某商软 RANS

DIMAXER LES	某商软 LES	某商软 RANS

DIMAXER LES	某商软 LES	某商软 RANS

2 速度场瞬态演化，捕捉精细结构

DIMAXER高分辨率解析非定常湍流的能力，从时空维度上还原了离心泵叶轮旋转下的瞬态流动演变过程。

速度场中高低速边界的瞬态推移、涡结构在蜗壳内的生成与破碎，以及各空间切面上流动细节的同步演化，均被精准捕捉。

离心泵截面速度云图

Q准则涡等值面图

多方位速度流场切片

在贴近壁面的极端复杂流动区域，DIMAXER依然具备极高的时空分辨率与物理保真度。

距壁面0.5mm处速度云图结果，完整复现了极薄近壁微层内剧烈且高频的湍流脉动，还原出微小涡团、局部梯度随时间快速交叠演化等大量易被传统仿真方法抹平、丢失的底层流动细节。

近壁面速度云图瞬态动画

3 压力-速度场微观解析

离心泵速度场局部细节结果，立体呈现了叶轮通道内流动形态，叶片尾迹涡与通道高低速交错区域均被清晰捕捉，剪切边界、微小扰动结构完整、无模糊失真。

出口扩散段速度场细节

旋转域q等值面局部细节

转轴中心切片速度场细节

叶轮表面压力分布呈现出丰富的斑驳状微观纹理，精细反映了边界层湍流结构及非定常载荷变化，压力梯度锐利清晰，无数值弥散。