В настоящее время процесс проектирования компрессорных венцов включает в себя обязательную расчетную проверку прочностных характеристик в CAE-системах типа ANSYS, NASTRAN и др. Эти расчеты не отменяют натурных испытаний, однако их проведение позволяет значительно повысить вероятность удовлетворительных испытаний; в связи с сокращением объема испытаний радикальным образом снижается стоимость и время доводки. Аналогично прочностным расчетам трехмерные газодинамические расчеты играют роль натурных испытаний с целью доводки конструкции до необходимых параметров. Тем не менее, на сегодняшний день инструментарий для решения указанных задач представлен в основном коммерческими пакетами, стоимость которых достаточно велика. Также, далеко не всегда раскрыты заложенные в них модели и алгоритмы, что не позволяет проектировщику полностью доверять получаемым результатам. Кроме того, представляет значительный научный и практический интерес совместное решение указанных выше задач, что позволило бы существенно сократить время проектирования и значительно повысить его эффективность. Учитывая вышесказанное, актуальной является разработка научно-методического обеспечения для решения задачи расчета прочности лопаток компрессорных венцов. Разработано научно-методическое обеспечение, которое позволяет совместно решать задачу численного моделирования пространственных турбулентных газовых течений в компрессорных венцах и задачу расчета прочности лопаток компрессорных венцов. Данное обеспечение разработано с применением решателей библиотеки OpenFOAM для расчета поля течения в межлопаточном канале и напряженно-деформированного состояния лопатки. Взаимодействие решателей осуществляется через передачу данных в граничных условиях. Предположено, что изменение формы лопатки под воздействием газового потока можно пренебречь. Выполнено тестирование разработанного научно-методического обеспечения путем решения задачи о взаимодействии защемленной балки с обтекающим ее потоком. Полученные результаты удовлетворительно согласуются с результатами решения данной задачи с использованием стандартного решателя icoFSIFoam, входящего в состав ветки OpenFOAM extensions. Выполнен расчет поля течения в межлопаточном канале осевого компрессорного венца и расчет напряженно-деформированного состояния его лопатки. Качественный анализ полученных результатов свидетельствует о работоспособности разработанного научно-методического обеспечения. В дальнейшем предполагается проведение дополнительных исследований по оценке его работоспособности и применимости с привлечением соответствующих экспериментальных данных.

  Повний текст PDF - 612.521 Kb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"