6467

6467

شبيه سازي عددي لايه مرزي روي ديواره ها و پره هاي يك كمپرسور محوري

كارشناسي ارشد

مكانيك

1383

1383

دكتر رضا تقوي

چكيده در اين كار تحقيقاتي آناليز دو بعدي جريان رديف پرههاي روتور و استاتور طبقة اول يك كمپرسور محوري موتور توربوجت، جهت دستيابي به پارامتر هاي لايه مرزي و بررسي تغييرات ضريب افت جريان انجام گرفته است. آناليز انجام شده، براساس حل معادلات ناوير-استوكس كامل و با استفاده از فرضيات جريان لزج، قابل تراكم، دوبعدي و براي هر دو حالت دائم و غيردائم، صورت گرفته است. كه براي اينگونه جريانها بهترين مدل مي- RSM براي مدلسازي توربولاني در تحليل جريان از مدل باشد، استفاده شده است. براي دستيابي به يك تحليل معقول از نظر فيزيكي، تحليلها در 80 درصد ارتفاع پره از پايه، كه در اين نواحي با يك تقريب قابل قبول ميتوان جريان را دوبعدي فرض نمود، انجام گرفته است. همچنين با استفاده از اين تحليل، امواج ضربهاي، جدايش جريان، تقابل موجضربهاي با لاية مرزي و نيز تشكيل و انتشار گردابههاي فركانس بالا، ناشي از جدايش جريان در انتهاي پرههاي روتور و استاتور، به خوبي پيشبيني شده است. براي معتبرسازي كار انجام شده به منظور بررسي درستي حل عددي پروفيل يك پره كنترل ديفيوژني مورد تحليل قرار گرفته شده است. نتايج حل عددي با داده هاي آزمايشگاهي موجود براي اين پره مقايسه گرديده كه تطابق خوبي را نشان مي دهد. دستيابي به خطاهاي بسيار پايين، حاصل از مقايسة نتايج تست و تحليل با نرمافزار فلوئنت، امكان استفاده از اين نرمافزار را براي كارهاي مشابه مناسب فراهم ميسازد. در اين پايان نامه ابتدا به صورت تئوري جريان و لايه مرزي در نواحي مختلف كمپرسور هاي محوري بررسي شده است. در ادامه جريان به صورت دو بعدي و دائم در بين پره هاي رتور مورد تحليل عددي قرار گرفته است. پارامتر هاي لايه مرزي روي پره ها براي اين حل محاسبه شده و توزيع آنها مشخص گرديده است. براي بهتر مشخص شدن اثر لايه مرزي و به طور كلي لزجت سيال، جريان در حالت غير لزج نيز مورد تحليل قرار گرفته و نتايج آن با حالت لزج مقايسه شده است. به منظور كاهش ضخامت لايه مرزي پروفيل پره دوپارچه در حل عددي مورد بررسي قرار گرفته و نتايج حل عددي براي اين هندسه پره ارائه گرديده است. همچنين استقلال حل عددي از تعداد نقاط شبكه نيز بررسي شده است. در نهايت جريان درحالت گذرا در رديف پره هاي رتور و استاتور مورد تحليل قرار گرفته و پارامتر هاي لايه مرزي براي آن محاسبه شده است. تغييرات ضريب افت همراه با تغييرات فشار پشت و زاويه حمله براي پره هاي رتور به دست آورده شده است. تغييرات ضريب افت همراه با تغييرات نسبت فشار مرحله براي پره هاي رتور و استاتور محاسبه گرديده است.