|
Thesis
/ | ROMDOC-THESIS-2016-600 |
Metode nestaţionare aplicate la studiul curgerii prin turbomaşini
Niculescu, Mihai Leonida
2010-02-04
Abstract: ABSTRACT Curgerea într-o turbomaşină este complexă: tridimensională, turbulentă, nestaţionară cu scări de timp care variază considerabil. Aceste caracteristici fac dificilă analiza completă a curgerii iar în practica industrială, în mod curent se consideră o curgere staţionară în sistemul de referintă legat de reţeaua paletată studiată. În capitolul 1, s-a realizat o analiză a metodelor numerice folosite în prezent şi în trecut, la simularea numerică a curgerilor nestaţionare din turbomaşini, evidenţiindu-se avantajele şi dezavantajele acestor metode. În capitolul 2 s-au prezentat principalele modele matematice folosite în prezent, la studiul curgerilor fluidelor, subliniind în special, proprietăţile matematice ale sistemului Euler. În capitolul 3, a fost dedus un model simplificat pentru curgerea în rotoarele centrifugale pornind de la forma diferenţială locală a sistemului Euler ceea ce constituie o contribuţie originală deoarece în deducerea clasică se porneşte de la clasicul echilibru de forţe. La sfârşitul acestui capitol, a fost prezentat modelul Adamczyk care ne furnizează informaţii utile despre interacţiunea reţelelor paletate deşi necesită resurse de calcul modeste. În capitolul 4, s-au prezentat comparativ, câteva scheme numerice (schema van Leer, metoda Roe, schema AUSM+) folosite la simularea curgerilor staţionare şi nestaţionare. Tot în capitolul 4, a fost aplicată metoda lui Buri folosind distribuţiile de viteze şi presiuni obţinute cu metoda tuburilor de curent. Combinarea metodei lui Buri şi a metodei tuburilor de curent constituie o contribuţie originală deoarece a permis obţinerea de informaţii utile despre stratul limită pentru rotoarele centrifugale închise, utilizând resurse de calcul modeste. În plus, calculele aerodinamice pentru brevetul de invenţie nr. 125398, cu titlul Rotor Centrifugal, din data de 14.10.2008, la care sunt coautor s-au bazat pe combinarea metodei lui Buri şi a metodei tuburilor de curent. În capitolul 5, s-au prezentat comparativ, rezultatele numerice şi cele experimentale pentru rotorul lui Krain care este unul dintre puţinele cazuri test pentru rotoarele centrifugale. Tot în capitolul 5, s-a prezentat un studiu numeric nestaţionar pentru un compresor centrifugal proiectat, executat şi testat de COMOTI. Pentru a înţelege mai bine, interacţiunea nestaţionară dintre rotorul centrifugal şi difuzorul paletat, s-a aplicat descompunerea Adamczyk şi descompunerea în moduri proprii (POD), care a arătat că efectele nestaţionare influenţează îndeosebi curgerea din difuzorul paletat ceea ce este în concordanţă cu teoria caracteristicilor. The turbomachinery flow is complex: three-dimensional, turbulent, unsteady, having time scales that vary considerably. These characteristics make difficult the full analysis of flow and usually, in the industrial applications, in the reference frame linked to the studied row, a steady flow is assumed. In chapter 1, I made an analysis of historical and present numerical methods used at numerical simulation of unsteady turbomachinery flows, underlining the advantages and disadvantages of these methods. In chapter 2, I presented the main mathematical models used at present to study the fluid flows, underlining the mathematical properties of the Euler system, especially. In chapter 3, I deduced a simplified model for the flow in centrifugal impellers, starting from the local differential form of the Euler system that is an original contribution because in the classical inference, one starts from the classical force balance. At the end of this chapter, I presented the Adamczyk model that gives the useful information about the row interaction although it needs modest computational resources. In chapter 4, I presented comparatively, some numerical schemes (van Leer scheme, Roe method, AUSM+ scheme) used to simulate the steady and unsteady flows. Also in chapter 4, I applied the Buri method using the velocity and pressure distributions obtained with the stream tube method. The combination of the Buri method and the stream tube method represents an original contribution because it gave the useful information about the boundary layer in closed centrifugal impellers using modest computational resources. Furthermore, the aerodynamic computations for Romanian Patent 125398 entitled Centrifugal Impeller from 14.10.2008, at which I am coauthor, are based on the combination of the Buri method and the stream tube method. In chapter 5, I presented comparatively, the numerical and experimental results for Krain’s impeller, which is one of few test cases for centrifugal impellers. Also in chapter 5, I presented an unsteady numerical study for a centrifugal compressor designed, manufactured, and tested by COMOTI. In order to understand better, the unsteady interaction between centrifugal impeller and vaned diffuser, I applied the Adamczyk decomposition and Proper Orthogonal Decomposition (POD), which showed that the unsteady effects affect the flow, especially in the vaned diffuser region, which is in concordance with theory of characteristics.
Keyword(s): Mecanica fluidelor -- Teză de doctorat ; Hidrodinamică -- Modele matematice -- Teză de doctorat ; Turbomaşini -- Teză de doctorat
OPAC: See record in BC-UPB Web OPAC
Full Text: see files
Record created 2016-11-07, last modified 2016-11-07
Similar records
| People who viewed this page also viewed: |
|
|
Be the first to review this document.
Start a discussion about any aspect of this document.
guest ::