МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ АЭРОУПРУГИХ ЯВ-ЛЕНИЙ В СТУПЕНЯХ ТУРБОМАШИН В ТРЕХМЕРНОМ ПОТОКЕ ВЯЗКОГО ГАЗА



Название:
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ АЭРОУПРУГИХ ЯВ-ЛЕНИЙ В СТУПЕНЯХ ТУРБОМАШИН В ТРЕХМЕРНОМ ПОТОКЕ ВЯЗКОГО ГАЗА
Тип: Автореферат
Краткое содержание:

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ


У  вступі  обгрунтовано  актуальність  теми  дисертаційної  роботи,


сформульовано  мету  і  задачі  дослідження,  показано  наукову  новизну  та


практичне  значення  роботи.  Наведено  відомості  про  апробацію  отриманих


результатів  дослідження  та  публікації,  що  висвітлюють  основні  положення


дисертаційної роботи.


У першому розділі проведено аналіз публікацій щодо стану теоретичних


та  експериментальних  робіт,  присвячених  сучасному  стану  проблеми  аеро-пружності  турбомашин  та  методам  розв’язання  цих  задач.  Здійснено  класи-фікацію  проблем  аеропружності  в  турбомашинах  та  існуючих  методів


прогнозування  флатеру.  Різноманітні  явища  аеропружності  краще


кваліфікувати  за  допомогою  запропонованого  в  роботах  А. Коллара,


Р. Фершинга, Т. Франссона трикутника сил.


Виключно  важливе  практичне  значення  мають  динамічні  явища


аеропружності,  які  характеризуються  сильною  взаємодією  аеродинамічних,


пружних та інерційних сил і складають клас коливань, що самозбуджуються.


Одним  з  найбільш  серйозних  проявів  коливань,  що  самозбуджуються,  є


флатер.  Флатер  лопаток  осьових  турбомашин  обмежує  діапазон  безпечних


режимів  і  характеристики  двигуна.  Проблемі  флатеру  присвячені  роботи


Г.С. Самойловича,  А.  Больца,  Р.  Фершинга,  Т.  Франссона,  М. Імрегуна,


Л. Саудера й інших авторів.


Нестаціонарний  аеродинамічний  аналіз  протягом  останніх  трьох


десятиліть  пройшов  шлях  від  класичної  теорії  потенційних  течій  до


усереднених за Рейнольдсом рівнянь Нав’є-Стокса. Детальні огляди чисельних


методів нестаціонарної аеродинаміки стосовно турбомашин подані в роботах 


 


7


С.К.  Годунова,  С.В.  Єршова,  А.  Джеймсона,  Д.  Вердона,  О. Бендіксена,


К. Флетчера.


Характер  самозбудних  коливань  лопаток,  викликаних  нестаціонарними


силами  будь-якої  природи,  є  результатом  безперервного  обміну  енергією  між


потоком  газу  і  лопатками,  що  коливаються,  і  тому  принципово  не  може  бути


вивчений в рамках окремо розглянутих фізичних середовищ.


Впродовж  останніх  років  досягнуті  значні  успіхи  в  розробці  чисельних


методів  інтегрування  рівнянь  руху  газу  та  пружних  коливань  механічної


системи.  У  зв’язку  з  цим  для  розв’язання  задач  аеропружності  турбомашин


перспективним  є  частково-інтегральний  підхід,  який,  з  одного  боку,  дозволяє


використовувати  сучасні  методи  розв’язання  задач  для  рідинної  та  пружної


систем  окремо,  з  іншого  боку,  дозволяє  розв’язувати  зв'язану  задачу


нестаціонарної  газодинаміки  і  пружних  коливань  шляхом  обміну  інформацією


на кожному тимчасовому кроці.


Як  правило,  всі  частково-інтегральні  методи  використовують  нелінійну


аеродинамічну  модель  (Ейлера  або  Нав’є-Стокса) і  відрізняються  постановкою


пружної  задачі.  Найбільш  популярні  методи,  що  використовують  модальний


підхід,  в  якому  рух  лопатки  є  суперпозицією  рухів  по  ортогональних  власних


формах  (модах).  Власні  форми  і  власні  частоти  розраховуються  в  умовах


вакууму з використанням чисельного скінченно-елементного аналізу. Частково-інтегральні  методи  розв’язання  аеропружних  задач  стосовно  турбомашин


розвинені  в  роботах  М.  Вахдаті,  М.  Імрегуна,  Ф. Сісто,  Л.  Хє,  В.І. Гнесіна,


Е. Доуела та інших авторів.


На жаль, в літературі відсутні детальні розрахункові або експерименталь-ні  результати  досліджень  перехідних  аеропружних  процесів  в  турбінних


решітках,  граничних  циклів  коливань,  аеропружної  взаємодії  вінців  лопаток.


Тому  найважливішою  проблемою  в  області  аеромеханіки  турбомашин  є


розвиток  теорії  і  чисельних  методів  дослідження  аеропружних  явищ  з  метою


підвищення економічності та надійності лопаткових машин.


На  основі  проведеного  аналізу  в  даному  розділі  дисертаційної  роботи


сформульовані мета і задачі дослідження.


У  другому  розділі  описана  математична  модель  течії  в’язкого  газу  в


вигляді  системи  нестаціонарних  рівнянь  Нав’є-Стокса,  усереднених  за


Рейнольдсом,  записані  початкові  і  граничні  умови  для  розв’язання  задачі,


вибрана модель турбулентності Болдвіна-Ломакса. Для опису коливань лопаток


в  тривимірному  потоці  в'язкого  газу  використовується  модальний  підхід.  В


кінці  глави  сформульована  постановка  зв'язаної  задачі  нестаціонарної


аеродинаміки  та  пружних  коливань  лопаток  у  тривимірному  потоці  в'язкого


 


газу. 

 


Обновить код

Заказать выполнение авторской работы:

Поля, отмеченные * обязательны для заполнения:


Заказчик:


ПОИСК ДИССЕРТАЦИИ, АВТОРЕФЕРАТА ИЛИ СТАТЬИ


Доставка любой диссертации из России и Украины