Аэропружна поведінка лопаткового вінця турбіни в тривимірному потоці в’язкого газу

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
Р. Жандковски, Інститут проточних машин ім. Р. Шевальського Польської АН, (Польща, м. Гданськ 80-231, вул. Фішера, 14), e-mail:  z3@imp.gda.pl

Анотація

Наведено результати чисельного аналізу аеропружної поведінки вібруючого лопаткового вінця турбінного ступеня в тривимірному потоці в’язкого газу з урахуванням нерівномірного розподілу тиску в окружному напрямі за лопатковим вінцем. Чисельний метод ґрунтується на розв’язанні зв’язаної задачі нестаціонарної аеродинаміки та пружних коливань лопаток в нестаціонарному просторовому потоці газу через лопатковий вінець останнього ступеня осьової турбіни. Наведений метод дозволяє прогнозувати амплітудно-частотний спектр коливань лопаток у потоці газу, включаючи вимушені та самозбудні коливання (флатер чи автоколивання).

Ключові слова: аеропружна поведінка; в’язкий потік; лопатковий вінець; автоколивання; зв’язана задача; нестаціонарне навантаження

Література

1. Gnesin V., Rzadkowski R., Kolodyazhnaya L. Coupled Fluid-Structure Problem for 3D Transonic Flow Through a Turbine Stage with Oscillating Blades. Aerothermodynamic of Internal Flows: of 5^th Intern. Symp. On Exper. and Comput. (Gdansk, Poland , 4–7 Sept. 2001). Gdansk. 2001. P. 275–284.
2. Baldwin B., Lomax H. Thin layer approximation and algebraic model for separated turbulent flow. AIAA Paper 78–0257. 1978. P. 1−45. https://doi.org/10.2514/6.1978-257
3. Gnesin V., Rzadkowski R., Kolodyazhnaya L. Numerical Modelling of fluid–structure interaction in a turbine stage for 3D viscous flow in nominal and off−design regimes. ASME. TURBO-EXPO 2010, GT2010−23779, Glasgow, UK. 2010. P. 1−9. https://doi.org/10.1115/GT2010-23779
4. Gnesin V. I., Kolodyazhnaya L. V. Numerical Modelling of Aeroelastic Behaviour for Oscillating Turbine Blade Row in 3D Transonic Ideal Flow. J. of Mech. Eng. 1999. Vol. 1. No.2. P. 65–76. https://doi.org/10.1016/j.jfluidstructs.2004.07.001
5. Gnesin, V. I., Kolodyazhnaya L. V., Rzadkowski R. A numerical modelling of stator-rotor interaction in a turbine stage with oscillating blades. J. Fluid and Structure. 2004. No. 19. P. 1141–1153.
6. Rzadkowski R., Gnesin V. I., Kolodyazhnaya L. V. Rotor Blade Flutter in Last Stage of LP Steam Turbine. Aerodynamics, Aeroacoustics & Aeroelasticity of Turbomachines ISUAAAT14 8-11: Proc. of the 14th Intern. Symp. on Unsteady, (Stockholm, Sweden, Sept. 2015). Stockholm. 2015. I14-S1-4. P. 1–6.
7. Гнесин В. И., Колодяжная Л. В. Аэроупругие явления в турбомашинах. Аэрогидродинамика и аэроакустика: Проблемы и перспективы. 2009.№ 3. С. 53–62.

Надійшла до редакції 24 січня 2018 р.