ЧИСЛЕННЫЙ МЕТОД ПОВЫШЕННОГО ПОРЯДКА ТОЧНОСТИ ДЛЯ ЗАДАЧ АЭРОУПРУГОСТИ

image_print
DOI https://doi.org/10.15407/pmach2018.01.011
Журнал Проблемы машиностроения
Издатель Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного Национальной академии наук Украины
ISSN 0131-2928 (print), 2411-0779 (online)
Выпуск Том 21, № 1, 2018 (март)
Страницы 11-18

 

Авторы

Ю. А. Быков, Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины (61046, Украина, г. Харьков, ул. Пожарского, 2/10), e-mail: bykow@ipmach.kharkov.ua

 

Аннотация

Предложен метод численного моделирования течений вязкого сжимаемого газа через решетку колеблющихся лопаток. Метод предназначен для интегрирования нестационарных двумерных уравнений Навье-Стокса, усредненных по Рейнольдсу, дополненных уравнением моделирования турбулентности. Метод имеет локально третий порядок аппроксимации по пространственным координатам и времени. С использованием метода проведен численный анализ аэроупругих характеристик решетки турбинных профилей 4-й стандартной конфигурации в трансзвуковом потоке. Выполнено сопоставление полученных результатов с данными численного моделирования с использованием методов второго и первого порядка аппроксимации, а также с данными эксперимента.

 

Ключевые слова: численное моделирование течения, аэроупругость в турбомашинах; нестационарное течение, нестационарные нагрузки

 

Полный текст: загрузить PDF

 

Литература

  1. Brouwer K., Crowell A. R., McNamara J. J. Rapid Prediction of Unsteady Aeroelastic Loads in Shock-Dominated Flows. Proc.  of 56th AIAA/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conf. 2015. P. 1–20. https://doi.org/10.2514/6.2015-0687
  2. Padmanabhan M. A., Pasiliao C. L., Dowell E. H. Simulation of Aeroelastic Limit-Cycle Oscillations of Aircraft Wings with Stores. AIAA J. 2014. Vol. 52. No. 10. P. 2291–2299. https://doi.org/10.2514/1.J052843
  3. Chen T., Xu M., Xie L. Aeroelastic Modeling Using Geometrically Nonlinear Solid-Shell Elements. AIAA J. 2014. Vol. 52. No. 9. P. 1980–1993. https://doi.org/10.2514/1.J052765
  4. Kersken H., Frey C., Voigt C., Ashcroft G. Time-Linearized and Time-Accurate 3D RANS Methods for Aeroelastic Analysis in Turbomachinery. ASME. J. Turbomach. 2012. Vol. 134(5). P. 051024–051024-8. https://doi.org/10.1115/1.4004749
  5. Gupta K. K., Voelker L. S. Aeroelastic Simulation of Hypersonic Flight Vehicles. AIAA J. 2012. Vol. 50. No. 3. P. 717–723. https://doi.org/10.2514/1.J051386
  6. Гнесин В.И., Быков Ю.А. Численное исследование аэроупругих характеристик лопаточного венца турбомашины, работающей на нерасчетном режиме. Пробл. машиностроения. T. 7. № 1. С. 31–40.
  7. Gendel S., Gottlieb O., Degani D. Fluid–Structure Interaction of an Elastically Mounted Slender Body at High Incidence. AIAA J. Vol. 53. No. 5. P. 1309–1318. https://doi.org/10.2514/1.J053416
  8. Wilcox D. C. Reassessment of the Scale-Determining Equation for Advanced Turbulence Models. AIAA J. 1988. Vol. 26. No.11. P. 1299–1310. https://doi.org/10.2514/3.10041
  9. Терехов В. И., Шаров К. А., Смульский Я. И., Быков Ю. А., Ершов С. В. Расчетно-экспериментальное исследование течения за обратным уступом при наличии пассивного управления. Вісн. НТУ “ХПІ”, Серія: “Нові рішення у сучасних технологіях”. 2013. № 56. С. 199–203.
  10. Русанов А. В., Ершов С. В. Математическое моделирование нестационарных газо-динамических процессов в проточных частях турбомашин. Харьков: ИПМаш НАН Украины, 2008. 275 с.
  11. Bolcs A., Fransson T. H. Aeroelasticity in Turbomachines. Comparison of Theoretical and Experimental Cascade Results. Communication du Laboratorie de Thermique Appliquee et de Turbomachines, Lausanne, EPFL. No. 13. 230 p.

 

Поступила в редакцию 20 ноября 2017 г.

Принята в печать