Нестационарное статор-ротор взаимодействие решеток профилей и его моделирование при проектировании "акустической" лопатки вентилятора

• Автор: Томилина, Татьяна Викторовна
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Рыбинск
• Количество страниц: 144 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Условные обозначения

ВВЕДЕНИЕ

Цель исследования

Метод исследования

Научная новизна результатов

Практическая ценность

Достоверность результатов работы

Внедрение результатов

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ

1.1 Нестационарные явления в турбомашинах
1.2 Шум вентилятора авиационного двигателя
Выводы к главе
ГЛАВА 2. ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ
НЕСТАЦИОНАРНЫХ ЯВЛЕНИЙ В ВЕНТИЛЯТОРЕ ГТД
2Л Метод численного моделирования нестационарного течения газа в изолированной лопатке
2 Л Л Модифицированный метод крупных частиц
2 Л Л Л Конечно-разностная аппроксимация
модифицированного метода крупных частиц
2 Л Л.2 Граничные условия
2.2 Развитие метода крупных частиц для расчета нестационарного статор-ротор взаимодействия
2.2.1 Осредненные граничные условия статор-ротор взаимодействия
2.2.2 Нестационарные граничные условия статор-ротор взаимодействия
2.3 Верификация численных методов
2.3.1Сравнение расчетных и опытных данных обтекания изолированной лопатки в слое переменной толщины
2.3.2 Тестирование передачи данных через границу раздела областей
на примере движущихся прямоугольников
2.3.3 Тестирование передачи данных через границу раздела
областей (статор-ротор интерфейс) в слое переменной толщины
Выводы' к главе
ГЛАВА 3. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИСТОЧНИКОВ ШУМА В ЭЛЕМЕНТАХ ГТД
3.1 Разложение зависимости функции от времени в частотную область
3.2 Основы акустического моделирования, заложенные в программном комплексе БУБГЮІЗЕ
3.3 Общая схема и требования к численным газодинамической
и акустической моделям
3.4 Верификация вычислительного комплекса акустики БУБЖЛЗЕ V
на примере обтекания цилиндра
3.5 Верификация вычислительного комплекса акустики БУБМЯВЕ V
на примере расчета шума струи
Выводы к главе
ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДИКИ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ "АКУСТИЧЕСКОЙ" ЛОПАТКИ ВЕНТИЛЯТОРА
4.1 Методика и система измерения шума двигателя на открытом испытательном стенде
4.1.1 Акустическая аппаратура
4.1.2 Условия проведения испытаний
4.1.3 Точки проведения измерений
4.1.4 Порядок проведения испытаний
4.2 Применение методики при проектировании "акустической" лопатки вентилятора
4.2.1 Численное исследование нестационарного течения газа в ступени вентилятора

4.2.1.1 Решение газодинамической задачи
4.2.1.2 Решение акустической задачи
4.2.2 Сопоставление результатов расчета с экспериментом
Выводы к главе
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Грань - 1/2, ф
фГ-у2л =фЦ -Ф'+1,14"'"'; если Мт < 0;
(ф.. —ф..) ф,“-4/2,1 =ф1-М + Ы 4 " , если Wn > 0.
Таким образом, используя разложение в ряд Тейлора, можно получить необходимый порядок точности аппроксимации производной по пространству конвективных членов.
Конечно-разностная дискретизация правой части уравнений Навье-Стоса представляет собой формулы, содержащие вторые и смешанные производные по пространству. Конечно-разностная запись этих слагаемых должна представлять собой универсальный алгоритм, включающий в себя компактность и минимизацию потребностей в вычислительных ресурсах ЭВМ [8]. Для простоты изложения алгоритма выведем формулу второй производной для произвольного параметра на криволинейной, структурированной сетке:
Л2Гф
Ах2 Ду2

(Т1х+Т12)ы/2(р!+и-Ри) +
(луу +'Пхх )щ/2 (ры,Ц1 - РЫ,Н + ри+1 - Р;,н ) (Пх+Г1у)ы/2(ру -р!-у) +
(пуу +Лхх)м/2(рУ+1 — 1+1 — 1-1,н )
(пуу "Лхх +1/2 ~~ рм,1+1 РУ+1 _ Р1,1-1 )
‘(й+еЦ-%-|)+
(луу +Лхх )и/2(р!+и - ры,1 + р:+1ф1 - р1-и-1 ) 1"1'
>+1/2,1 ‘
1,1+1/2 '

Вторые и смешанные производные в вязких слагаемых (Ти, Ту, Те, Тк, Те) вычисляются с помощью центральных разностей (второй порядок точности).