Чисельний аналіз аеропружної поведінки лопаточного вінця вентилятора авіаційного двигуна

image_print

DOI:   https://doi.org/10.15407/pmach2017.03.003

Журнал Проблеми машинобудування
Видавець Інститут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного Національної академії наук України
ISSN 0131-2928 (Print), 2411-0779 (Online)
Випуск Том 20, № 3, 2017 (Вересень)
Сторінки 3–11

 

Автори

В. І. Гнесін, Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України (61046, Україна, м. Харків, вул. Пожарського, 2/10), e-mail: gnesin@ukr.net, ORCID: 0000-0001-6411-6158

Л. В. Колодяжна, Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України (61046, Україна, м. Харків, вул. Пожарського, 2/10), ORCID: 0000-0001-5469-4325

І. Ф. Кравченко, Державне підприємство «Запорізьке машинобудівне конструкторське бюро «Прогрес» імені академіка А. Г. Івченко (69068, Україна, м. Запоріжжя, вул. Іванова, 2), e-mail: velichkota@)ivchenko-progress.com

В. М. Меркулов, Державне підприємство «Запорізьке машинобудівне конструкторське бюро «Прогрес» імені академіка А. Г. Івченко (69068, Україна, м. Запоріжжя, вул. Іванова, 2)

О. В. Шереметьєв, Державне підприємство «Запорізьке машинобудівне конструкторське бюро «Прогрес» імені академіка А. Г. Івченко (69068, Україна, м. Запоріжжя, вул. Іванова, 2)

О. В. Петров, Державне підприємство «Запорізьке машинобудівне конструкторське бюро «Прогрес» імені академіка А. Г. Івченко (69068, Україна, м. Запоріжжя, вул. Іванова, 2)

 

Анотація

Наведений чисельний аналіз аеропружної поведінки вібруючого вінця лопатки вентилятора авіаційного двигуна. Чисельний метод ґрунтується на розв’язанні задачі нестаціонарної аеродинаміки і пружних коливань лопаток, рівняння яких інтегруються паралельно-послідовно з обміном інформацією на кожній ітерації. Наведені результати розрахунків аеропружних характеристик і коефіцієнтів аеродемпфування вінця лопатки вентилятора при гармонічних і зв’язаних коливаннях лопаток для заданих режимів граничних умов на вході і виході за вінцем. Проведений чисельний аналіз впливу частоти 1-ї власної форми на режим коливань лопаток з урахуванням взаємодії п’яти власних форм. Показано, що підвищення частоти 1-ї власної форми приводить до підвищення аеродинамічної стійкості коливань лопаток.

 

Ключові слова: вентилятор, тривимірний ідеальний потік, чисельне моделювання, нестаціонарні навантаження, аеропружні характеристики

 

Література

  1. Bolcs, A. Aeroelasticity in turbomachines. Comparison of theoretical and experimental cascade results / A. Bolcs, T. Fransson // Communication de Laboratoire de Thermique Appliquée de Turbomachines. − 1986.− № 13. − 174 p.
  2. Cinnella, P. A numerical method for turbomachinery aeroelasticity / P. Cinnella, P. De Palma, G. Pascazio, M. Napolitano // J. Turbomachinery. − 2004. − Vol. 126, iss. 2. − P. 310−316. https://doi.org/10.1115/1.1738122
  3. Гнесин, В. И. Анализ аэроупругости лопаточного венца турбомашины на основе численного решения связанной задачи аэродинамики и упругих колебаний / В. И. Гнесин, Л. В. Колодяжная // Пробл. машиностроения. − 1998. − Т. 1, № 3−4. − С. 29−40.
  4. Гнесин, В. И. Численное моделирование аэроупругого состояния вибрирующего лопаточного венца турбомашины в трехмерном трансзвуковом потоке невязкого газа / В. И. Гнесин, Л. В. Колодяжная // Пробл. машиностроения. − 1998. − Т. 1, № 2. − С. 65−76.
  5. Gnesin, V.I. A numerical modeling of stator-rotor interaction in a turbine stage with oscillating blades / V. I. Gnesin, L. V. Kolodyazhnaya, R. Rzadkowski // J. Fluids and Structures. − 2004. − Vol. 19, iss. 8. − P. 1141−1153. https://doi.org/10.1016/j.jfluidstructs.2004.07.001
  6. Гнесин, В. И. Численный анализ влияния соотношения чисел лопаток статора и ротора на нестационарные нагрузки и режимы колебаний лопаток / В. И. Гнесин, Л. В. Колодяжная // Вестн. НТУ ХПИ. Энерг. и теплотехн. процессы и оборудование. − 2009. − № 3. − С. 23–32.
  7. Численное решение многомерных задач газовой динамики/ С. К. Годунов, А. В. Забродин, М. Я. Иванов и др. – М.: Наука, 1976. − 400 с.

 

Надійшла до редакції: 14 квітня 2017 р.

Прийнята до друку