ТЕХНІЧНА МЕХАНІКА
ISSN 1561-9184 (друкована версія), ISSN 2616-6380 (електронна версія)

ГОЛОВНА    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЕГІЯ    АВТОРАМ    ПОТОЧНИЙ ВИПУСК    АРХІВ    КОНТАКТИ

УДК 533.697

Технічна механіка, 2020, 4, 65 - 71

РОЗРАХУНОК ПРОСТОРОВОГО ТУРБУЛЕНТНОГО ПОТОКУ В КАНАЛАХ АВІАЦІЙНИХ ГАЗОТУРБІННИХ ДВИГУНІВ

DOI: https://doi.org/10.15407/itm2020.04.065

Кваша Ю. О.

Кваша Ю. О.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України,
Україна

      Робота присвячена розвитку підходів до чисельного моделювання тривимірних турбулентних потоків газу в різних каналах авіаційних газотурбінних двигунів, зокрема в каналах вхідних пристроїв двигунів. Ці пристрої повинні забезпечувати великі значення коефіцієнта відновлення повного тиску і рівномірність потоку на вході в компресор двигуна. Мета роботи – перевірка працездатності методики, яка була розроблена раніше і призначена для розрахунку параметрів просторового турбулентного потоку газу в каналах складної форми. Як основний підхід застосовується чисельне моделювання просторових турбулентних газових течій на основі повних усереднених рівнянь Навьє–Стокса і двохпараметричної моделі турбулентності. Виконано тестування запропонованої методики чисельного моделювання просторового газового потоку шляхом розрахунку тривимірної ламінарної течії в трубі квадратного перерізу, зігнутій під прямим кутом. В результаті цього тестування отримано задовільне узгодження розрахункової картини течії з наявними в літературі експериментальними даними про структуру потоку в коліні труби. На основі чисельного моделювання просторового турбулентного потоку в проточній частині одного з варіантів повітрозабірника авіаційного турбогвинтового двигуна оцінено ефективність цього повітрозабірника. Визначену в результаті розрахунку нерівномірність параметрів потоку на виході з повітрозабірника, тобто на вході в компресор двигуна, зіставлено з аналогічними результатами для іншого варіанту повітрозабірника цього ж двигуна, які отримані раніше. Відзначено, що інший варіант повітрозабірника забезпечує набагато більш рівномірний розподіл параметрів потоку на вході в компресор двигуна. У цілому в роботі показано можливість оцінки якості дозвукових повітрозабірників авіаційних газотурбінних двигунів на основі запропонованої методики чисельного моделювання просторових газових течій. Отримані в роботі результати можуть бути використані при аеродинамічному вдосконаленні вхідних пристроїв авіаційних двигунів різного виду.
     

чисельне моделювання, просторовий потік в каналах, течія в коліні труби, повітрозабірник, нерівномірність параметрів потоку

1. Kirk A. M., Gargoloff J. I., Rediniotis O. K., Cizmas P. G. A. Numerical and experimental investigation of a serpentine inlet duct. International Journal of Computational Fluid Dunamics. 2009. Vol. 23. P. 245–258. https://doi.org/10.1080/10618560902835558

2. Taimur A. S., Masud J. Steady Analysis of NACA flush inlet at high subsonic and supersonic speeds. Proc. of the World Congress on Engineering (WCE 2015). (London, July 1–3, 2015). London (U.K.), 2015. 6 p.

3. Ibrahim I. H., Ng E. Y. K., Wong K. Flight maneuverability characteristics of the F-16 CFD and correlation with its intake total pressure recovery and distortion. Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics. 2011. Vol. 5. P. 223–234. https://doi.org/10.1080/19942060.2011.11015366

4. Berens T. M., Delot A. L., Tormalm M., Funes-Sebastian D.-E., Rein M., Saterskog M., Ceresola N. Numerical and experimental investigations on subsonic air intakes with serpentine ducts for UAV configurations. Proc. of 5th CEAS Air & Space Conference – Challenges in European Aerospace. (Delft, September 7–11, 2015). Delft (NL), 2015. 22 p.

5. Prasath M. S., Shiva Shankare Gowda A. S., Senthilkumar S. CFD Study of air intake diffuser. The International Journal of Engineering and Science (IJES). 2014. Vol. 3. P. 53–59.

6. Тимошенко В. И., Галинский В. П. Особенности алгоритмов расчета течения в канале воздухозаборного устройства с противодавлением. Технічна механіка. 2017. № 3. С. 16–22. https://doi.org/10.15407/itm2017.03.016

7. Gogoi A., Angadi M. B., Mall A., Singh S. V., Goud K. S. Design and CFD analysis of air intake for combat aircraft. Proc. of Symposium on Applied Aerodynamics and Design of Aerospace Vehicle (SAROD 2011). (Bangalore, November 16–18, 2011). Bangalore (India), 2011. 8 p.

8. Кваша Ю. А., Дячкин А. А. Расчет пространственного турбулентного потока в неосесимметричных каналах. Техническая механика. 2000. № 1. С. 72–76.

9. Noll B. Evaluation of a bounded high-resolution scheme for combustor flow computations. AIAA Journal. 1992. Vol. 30, № 1. P. 64–69. https://doi.org/10.2514/3.10883

10. Yang H., Camarero R. Internal three-dimensional viscous flow solutions using the vorticity-potential method Int. Jour. for Numerical Methods in Fluids. 1991. Vol. 12, № 1. P. 1–15. https://doi.org/10.1002/fld.1650120102

Copyright (©) 2020 Кваша Ю. О.

Copyright © 2014-2020 Технічна механіка