Оценка влияния недостаточности знания исходных данных на результаты численного моделирования рабочего процесса в лопаточном венце осевой турбины

Авторы

Колмакова Д. А.^*, Попов Г. М.^**, Батурин О. В.^***

Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева, Московское шоссе, 34, Самара, 443086, Россия

*e-mail: kolmakova.daria@gmail.com
**e-mail: popov@ssau.ru
***e-mail: oleg.v.baturin@gmail.com

Аннотация

Оценка влияния неопределённости геометрических и физических переменных на рабочий процесс в венце лопаточной машины была проведена на примере незакрученных решёток соплового аппарата. Моделирование течения в сопловом аппарате осуществлялось в специализированном программном комплексе NUMECA. Проведённые расчеты позволили дать качественную и количественную оценку исследуемой проблеме, а также разработать дальнейшие направления работы.

Ключевые слова

турбина, исходные данные, характеристика, профиль, пропускная способность, коэффициент потерь, граничные условия, сетка конечных элементов, расчетная модель, допуск, погрешности

Библиографический список

1. Lee H. B., Bauer R. C. Predictive Computational Fluid Dynamics Development and its Verification and Validation: An Overview, Proceedings of the ASME Fluids Engineering Division Summer Conference, 2009, Vol. 1, Issue PART C, pp. 2001-2010.
2. Albert S., Epple P., Delgado A. Analysis of Propeller Design Methods and Validation With the CFD Computation of a Propeller-Pump, ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition, Proceedings (IMECE), 2012, Vol. 7, Issue PARTS A, B, C, D, pp. 275-282.
3. Ayoubi C., Hassan O., Ghaly W. and Hassan I. Aero-thermal optimization and experimental verification for the discrete film cooling of a turbine airfoil, Proceedings of the ASME Turbo Expo, 2013, Vol. 3, 2013 ASME Paper No. GT2013-95325.
4. Barth T. A Brief Overview of Uncertainty Quantification and Error Estimation in Numerical Simulation, NASA Ames Research Center, NASA Report, 2011.
5. Никущенко Д.В. Исследование течений вязкой несжимаемой жидкости на основе расчетного комплекса FLUENT, — Санкт-Петербург, Изд-во СПбГМТУ, 2004. — 94 с.
6. Roache P.J. Quantification of uncertainty in computational fluid dynamics, Annual Review of Fluid Mechanics, 1997, vol. 29, pp. 123-160.
7. Dinescu C., Smirnov S., Hirsch C., Lacor C. Assessment of intrusive and non-intrusive non-deterministic CFD methodologies based on polynomial chaos expansions, Int. J. of Engineering Systems Modelling and Simulation, 2010, Vol. 2(1/2), pp. 87-98.
8. Montomoli F., Massini M., Salvadori S. Geometrical uncertainty in turbomachinery: Tip gap and fillet radius, Computers and Fluids, 2011, Vol. 46(1), pp. 362-368.
9. Wang X. CFD Simulation of Complex Flows in Turbomachinery and Robust Optimization of Blade Design, Ph.D. thesis, available at: http://www.dissertationtopic.net/doc/1507017, 2010.
10. Лопатки компрессоров и турбин. Предельные отклонения размеров, формы и расположения пера. ОСТ 1 02571-86. — М.: Издательство стандартов, 1987. — 36 с.
11. Батурин О.В. Совершенствование проточной части осевых авиационных турбин при их газодинамической доводке с помощью численных методов газовой динамики: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. — Самара: 2005.
12. Венедиктов В.Д. Атлас экспериментальных характеристик плоских решеток охлаждаемых газовых турбин. — М.: ЦИАМ, 1990. — 393 с.
13. NUMECA, User Manual AutoGrid5 Release 8.4, NUMECA.inc., Belgium, January 2008.
14. Белоусов А.Н., Мусаткин Н.Ф., Радько В.М. Теория и расчет авиационных лопаточных машин — Самара, Самарский государственный аэрокосмический университет, 2003. — 344 с.

Скачать статью