Математическое моделирование и анализ аэроупругих явлений в лопаточном венце турбомашины

Бічна панель сторінки статті

PDF (Русский)
DOI: https://doi.org/10.20998/%25x
Ключові слова:
в’язкий потік, лопатковий вінець осьової турбіни, автоколивання, зв’язана задача, чисельний метод

Основний зміст сторінки статті

Vitaly Gnesin
Інститут проблем машинобудування ім. А. Н. Підгорного НАН України м. Харків
Lyubov Kolodyazhnaya
Інститут проблем машинобудування ім. А. Н. Підгорного НАН України м. Харків
Romuald Rzadkowski
Інститут проточних машин ПАН, м. Гданськ
Alexey Demchenko
Інститут проблем машинобудування ім. А. Н. Підгорного НАН України; м. Харків

Анотація

Запропоновано чисельний метод розв'язання зв'язаної задачі нестаціонарної аеродинаміки лопаткового вінця турбінного ступеня в потоці в'язкого газу і пружних коливань лопаток під дією аеродинамічних навантажень з використанням модального підходу. Проведено чисельний аналіз аеропружної поведінки лопаткового вінця останнього ступеня осьової турбомашини з довжиною робочої лопатки 950 мм. Показано, що коливання лопаток ротора є стійкими з переважаючою частотою близькою до частоти 1-ої власної форми коливань. Запропонований метод вирішення зв'язаної аеропружної задачі дозволяє прогнозувати амплітудно-частотний спектр коливань лопаток в потоці газу, включаючи вимушені коливання і самозбудні (флатер або автоколивання)

Блок інформації про статтю

Номер
№ 17(1293) (2018): Вісник Національного технічного університету "ХПІ". Серія: "Гідравлічні машини та гідроагрегати"
Розділ
Статті
Біографії авторів

Vitaly Gnesin, Інститут проблем машинобудування ім. А. Н. Підгорного НАН України м. Харків

доктор технічних наук, професор, головній науковий співробітник відділу гідроаеромеханіки енергетичних машин Інституту проблем машинобудування ім. А. Н. Підгорного НАН України

Lyubov Kolodyazhnaya, Інститут проблем машинобудування ім. А. Н. Підгорного НАН України м. Харків

доктор технічних наук, старший науковий співробітник відділу гідроаеромеханіки енергетичних машин Інституту проблем машинобудування ім. А. Н. Підгорного НАН України

Romuald Rzadkowski, Інститут проточних машин ПАН, м. Гданськ

доктор технічних наук, професор, завідуючий відділом динаміки и аеропружності Інституту проточних машин ПАН

Alexey Demchenko, Інститут проблем машинобудування ім. А. Н. Підгорного НАН України; м. Харків

аспірант Інституту проблем машинобудування ім. А. Н. Підгорного НАН України

Посилання

Cinnella P. A Numerical Method for Turbomachinery Aeroelasticity / P. A. Cinnella, De Palma, G. Pascazio, [et. al] // Journal of Turbomachinery. - 2004. - № 126. - P. 310–316.

Bolcs A. Aeroelasticity in Turbomachines: Comparison of Theoretical and Experimental Cascade Results / A. Bolcs, T. H. Fransson. - EPFL Switzerland, 1986. - P. 174.

Fransson T. H. Viscous and Inviscid Linear/Nonlinear Calculations Versus Quasi-Three-Dimensional Experimental Data for a New Aeroelastic Turbine Standard Configuration/ T. H. Fransson. M. Jöcker, A. Bölcs, [et. al] // ASME Journal of Turbomachinery. – 1999. – Vol. 121. – P. 717–725.

Baldwin B. Thin layer approximation and algebraic model for separated turbulent flow // B. Baldwin, L. Lomax // AIAA Journal. – 1978. – Vol 78, № 2. – P. 1–45.

Gnesin V. I. Numerical Modelling of Aeroelastic Behaviour for Oscillating Turbine Blade Row in 3D Transonic Ideal Flow / V. I. Gnesin, L. V. Kolodyazhnaya // J. Problems in Mash. Eng. – 1999. – Vol 1, No 2. – P. 65–76.

Гнесин В. И. Аэроупругое поведение последней ступени турбомашины на номинальном и частичном режимах / В. И. Гнесин, Л. В. Колодяжная // Проблемы машиностроения. – 2003. – T. 6, № 1. – С. 48–57.

Rzadkowski R. Rotor Blade Flutter in Last Stage of LP Steam Turbine / R. Rzadkowski, V. I. Gnesin, L. Kolodyazhnaya // Proceedings of the 14th International Symposium on Unsteady Aerodynamics, Aeroacoustics & Aeroelasticity of Turbomachines. – Stockholm, 8–11 September 2015. P. 1–6.

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 // Вестник НТУ «ХПИ». Сер.: Энергетические и теплотехнические процессы и оборудование. – 2009. – № 3. – С. 23–32.

Годунов С. K. Численное решение многомерных задач газовой динамики / С. K. Годунов, А. В. Забродин, М. Я. Иванов, [и др.]. – М.: Наука, 1976. - 400 с.