ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ АЭРОУПРУГОГО ПОВЕДЕНИЯ ЛОПАТОЧНОГО ВЕНЦА ВЕНТИЛЯТОРА АВИАЦИОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

image_print

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

Журнал Проблемы машиностроения
Издатель Институт проблем машиностроения им. А.Н. Подгорного Национальной академии наук Украины
ISSN 0131-2928 (Print), 2411-0779 (Online)
Выпуск Том 20, № 3, 2017 (Сентябрь)
Страницы 3–11

 

Авторы

В. И. Гнесин, Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины (61046, Украина, г. Харьков, ул. Пожарского, 2/10), e-mail: gnesin@ukr.net, ORCID: 0000-0001-6411-6158

Л. В. Колодяжная, Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины (61046, Украина, г. Харьков, ул. Пожарского, 2/10), ORCID: 0000-0001-5469-4325

И. Ф. Кравченко, Государственное предприятие «Запорожское машиностроительное конструкторское бюро «Прогресс» имени академика А. Г. Ивченко (69068, Украина, г. Запорожье, ул. Иванова, 2), e-mail: velichkota@)ivchenko-progress.com

В. М. Меркулов, Государственное предприятие «Запорожское машиностроительное конструкторское бюро «Прогресс» имени академика А. Г. Ивченко (69068, Украина, г. Запорожье, ул. Иванова, 2)

А. В. Шереметьев, Государственное предприятие «Запорожское машиностроительное конструкторское бюро «Прогресс» имени академика А. Г. Ивченко (69068, Украина, г. Запорожье, ул. Иванова, 2)

А. В. Петров, Государственное предприятие «Запорожское машиностроительное конструкторское бюро «Прогресс» имени академика А. Г. Ивченко (69068, Украина, г. Запорожье, ул. Иванова, 2)

 

Аннотация

Представлен численный анализ аэроупругого поведения вибрирующего лопаточного венца  вентилятора авиационного двигателя. Численный метод основан на решении связанной задачи нестационарной аэродинамики и упругих колебаний лопаток, уравнения которых интегрируются параллельно-последовательно с обменом информацией на каждой итерации. Приведены результаты расчетов аэроупругих характеристик и коэффициентов аэродемпфирования лопаточного венца вентилятора при гармонических и связанных колебаниях лопаток для заданных режимов граничных условий на входе и выходе за венцом. Проведен численный анализ влияния частоты 1-й собственной формы на режим колебаний лопаток с учетом взаимодействия пяти собственных форм. Показано, что повышение частоты 1-й собственной формы приводит к повышению аэродинамической устойчивости колебаний лопаток.

 

Ключевые слова: вентилятор, трехмерный идеальный поток, численное моделирование, нестационарные нагрузки, аэроупругие характеристики

 

Литература

  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.

 

Поступила в редакцию: 14 апреля 2017 г.

Принята в печать