Неявная численная схема моделирования течения газа в решетке колеблющихся профилей
Ключевые слова:
численное моделирование, решетка турбины, аэроупругостьАннотация
Предложена неявная численная схема моделирования нестационарных газодинамических процессов в решетках турбомашин с колеблющимися профилями. Схема имеет второй порядок точности по времени и пространству и основана на модифицированной схеме Годунова второго порядка. Предлагаемая схема подходит для модернизации существующих явных алгоритмов моделирования нестационарных течений. Алгоритм разработан для применения неструктурных сеток и использует итерационные численные методы для выполнения неявного шага. Проведено численное моделирование течения в решетке колеблющихся турбинных профилей 4-й стандартной конфигурации. Колебания профилей задавались изгибными с заданной частотой и амплитудой, с нулевым сдвигом фазы между профилями. Численное моделирование выполнялось с различными шагами по времени с целью оценки влияния величины шага на точность получаемых результатов. Получен вывод об оптимальных значениях шага по времени. Проведена оценка применимости неявной схемы для подобных задач аэроупругости. Получены выводы относительно вычислительной эффективности применяемой схемы.
Библиографические ссылки
Brouwer, K., Crowell, A. R., McNamara, J. J. (2015) Rapid Prediction of Unsteady Aeroelastic Loads in Shock-Dominated Flows. Proceeding of 56th AIAA/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics and Materials Conference: 1-20.
Padmanabhan, M. A., Pasiliao, C. L., Dowell, E. H. (2014) Simulation of Aeroelastic Limit-Cycle Oscillations of Aircraft Wings with Stores. AIAA Journal 52(10): 2291-2299.
Chen, T., Xu, M., Xie, L. (2014) Aeroelastic Modeling Using Geometrically Nonlinear Solid-Shell Elements. AIAA Journal, 52(9): 1980-1993.
Kersken, H., Frey, C., Voigt, C., Ashcroft, G. (2012) Time-Linearized and Time-Accurate 3D RANS Methods for Aeroelastic Analysis in Turbomachinery. ASME Journal of Turbomachinery, 134(5): 051024-051024-8.
Gupta, K. K., Voelker, L. S. (2012) Aeroelastic Simulation of Hypersonic Flight Vehicles. AIAA Journal 50(3): 717-723.
Gnesin, V. I., Bykov, Y. A. (2004) Numerical investigation of aeroelastic characteristics of turbomachine blade cascade at off-design operation mode. Journal of Mechanical Engineering, 7(1): 31-40.
Gendel, S., Gottlieb, O., Degani, D. (2015) Fluid–Structure Interaction of an Elastically Mounted Slender Body at High Incidence. AIAA Journal, 53(5): 1309-1318.
Wilcox, D.C. (1988) Reassessment of the Scale-Determining Equation for Advanced Turbulence Models. AIAA Journal, 26(11): 1299-1310.
Beam, R. M., Warming, R. F. (1978) An Implicit Factored Scheme for the Compressible Navier-Stokes Equations. AIAA Journal, 16(4): 393-402.
Paige, C. C., Saunders, M. A. (1982) LSQR: An algorithm for sparse linear equations and sparse least squares. ACM Transactions on Mathematical Software, March 1982, 8(1): 43-71.
Bolcs, A., Fransson, T. H. (1986) Aeroelasticity in Turbomachines. Comparison of Theoretical and Experimental Cascade Results. Communication du Laboratorie de Thermique Appliquee et de Turbomachines, Lausanne, EPFL, 13. — 230 p.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2015 Виталий Исаевич Гнесин, Ю. А. Быков
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NoDerivatives» («Атрибуция — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
Авторы, публикующиеся в этом журнале, соглашаются со следующими условиями:
- Авторы оставляют за собой право на авторство своей работы и передают журналу право первой публикации этой работы на условиях лицензионного договора (соглашения).
- Авторы имеют право заключать самостоятельно дополнительные договора (соглашения) о неэксклюзивном распространении работы в том виде, в котором она была опубликована этим журналом (например, размещать работу в электронном хранилище учреждения или публиковать в составе монографии), при условии сохранения ссылки на первую публикацию работы в этом журнале.
- Политика журнала позволяет размещение авторами в сети Интернет (например, в хранилищах учреждения или на персональных веб-сайтах) рукописи работы, как до подачи этой рукописи в редакцию, так и во время ее редакционной обработки, поскольку это способствует возникновению продуктивной научной дискуссии и позитивно отражается на оперативности и динамике цитирования опубликованной работы (см. The Effect of Open Access).
