Численный анализ аэроупругого поведения лопаточного венца вентилятора авиационного двигателя

Авторы

  • В. И. Гнесин Институт проблем машиностроения им. А.Н. Подгорного НАН Украины, Ukraine
  • Л. В. Колодяжная Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины, г. Харьков, Ukraine
  • И. Ф. Кравченко ГП «Ивченко-Прогресс», г. Запорожье, Ukraine
  • В. М. Меркулов ГП «Ивченко-Прогресс», г. Запорожье, Ukraine
  • А. В. Шереметьев ГП «Ивченко-Прогресс», г. Запорожье, Ukraine
  • А. В. Петров ГП «Ивченко-Прогресс», г. Запорожье, Ukraine

Ключевые слова:

вентилятор, трехмерный идеальный поток, численное моделирование, нестационаные нагрузки, аэроупругие характеристики

Аннотация

Представлен численный анализ аэроупругого поведения вибрирующего лопаточного венца  вентилятора авиационного двигателя. Численный метод основан на решении связанной задачи нестационарной аэродинамики и упругих колебаний лопаток, уравнения которых интегрируются параллельно-последовательно с обменом информацией на каждой итерации. Приведены результаты расчетов аэроупругих характеристик и коэффициентов аэродемпфирования лопаточного венца вентилятора при гармонических и связанных колебаниях лопаток для заданных режимов граничных условий на входе и выходе за венцом. Проведен численный анализ влияния частоты 1-й собственной формы на режим колебаний лопаток с учетом взаимодействия пяти собственных форм. Показано, что повышение частоты 1-й собственной формы приводит к повышению аэродинамической устойчивости колебаний лопаток.

Биографии авторов

В. И. Гнесин, Институт проблем машиностроения им. А.Н. Подгорного НАН Украины

Доктор технических наук, профессор

Л. В. Колодяжная, Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины, г. Харьков

Доктор технических наук

И. Ф. Кравченко, ГП «Ивченко-Прогресс», г. Запорожье

Доктор технических наук

В. М. Меркулов, ГП «Ивченко-Прогресс», г. Запорожье

Кандидат технических наук

А. В. Шереметьев, ГП «Ивченко-Прогресс», г. Запорожье

Кандидат технических наук

А. В. Петров, ГП «Ивченко-Прогресс», г. Запорожье

Кандидат технических наук

Библиографические ссылки

Bolcs A., 1986, Aeroelasticity in turbomachines, Comparison of theoretical and experimental cascade results Communication de Laboratoire de Thermique Appliquée de Turbomachines, 13, 174.

Cinnella P., 2004, A numerical method for turbomachinery aeroelasticity, Journal of Turbomachinery, 126, 310−316.

Gnesin V.I., 1998, Aerouprugiy analys lopatochnogo ventsa turbomachinery na osnove chislennogo resheniya svyasannoy zadachi aerodynamic i uprugich kolebaniy, Prob. Maschinostroeniya, 1, (3−4), 29−40.

Gnesin V.I., 1999, Chislennoe modelirovanie aerouprugogo povedeniya koleblyushegosya lopatochnogo venza turbomashiny v trechmernom transzvukovom potoke idealnogo gaza, Probl. Mashinostroeniya, 1, (2), 65−76.

Gnesin V.I., 2004, A numerical modeling of stator-rotor interaction in a turbine stage with oscillating blades, Journal of Fluids and Structures, 19, 1141−1153.

Gnesin V.I., 2009, Chislenniy analys vliyaniya sootnoscheniya chisel lopatok statora I rotora na nestationarnye nagruzki i regimy kolebaniy lopatok, Energeticheskie i teplotechnicheskie prozessy i oborudovanie, Vestnik NТU ХPI, 3, 23– 32.

Godunov S.K., 1976, Chislennoe reschenie mnogomernych zadach gazovoy dynamic, М.: Nauka, 400.

Загрузки

Опубликован

2017-10-05

Выпуск

Раздел

Аэрогидродинамика и тепломассообмен