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, 2024, 4, 3- 9

ДО АЕРОДИНАМІЧНОГО ВДОСКОНАЛЕННЯ ПОВІТРОЗАБІРНИКІВ АВІАЦІЙНИХ ГАЗОТУРБІННИХ ДВИГУНІВ

DOI: https://doi.org/10.15407/itm2024.04.003

Кваша Ю. О., Петрушенко Н. В.

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

Петрушенко Н. В.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України,
Україна

      Робота присвячена розвитку підходів до аеродинамічного вдосконалення вхідних пристроїв авіаційних газотурбінних двигунів. Повітрозабірники, що є основними елементами цих пристроїв, повинні забезпечувати достатню рівномірність потоку на вході в компресор двигуна. Ціль роботи – розрахункова оцінка впливу форми середньої лінії каналу повітрозабірника на нерівномірність розподілу параметрів потоку у його вихідному перерізі. Як основний інструмент дослідження застосовується чисельне моделювання просторових турбулентних газових течій на основі повних усереднених рівнянь Нав'є–Стокса і двохпараметричної моделі турбулентності. Для одного з варіантів повітрозабірника (ПЗ) авіаційного турбогвинтового двигуна проведено оцінку впливу форми середньої лінії каналу ПЗ на нерівномірність розподілу параметрів потоку у його вихідному перерізі. На основі чисельного моделювання просторового турбулентного потоку в проточній частині ПЗ показано, що варіювання форми середньої лінії помітно впливає на величини коефіцієнта нерівномірності розподілу чисел Маха і тиску у вихідному перерізі ПЗ навіть при збереженні значень координат двох вибраних точок лінії на вході і на виході з каналу та при збереженні напряму лінії у цих точках. При цьому є можливість зменшення величин вказаного коефіцієнта шляхом раціонального вибору форми варійованої середньої лінії. В цілому в роботі продемонстровано, що форма середньої лінії каналу ПЗ є важливим фактором, урахування якого дозволяє зменшити нерівномірність розподілу параметрів потоку на виході з каналу при забезпеченні конструктивних обмежень на габаритні розміри і кути входу і виходу потоку в ПЗ. Достовірність отриманих результатів забезпечується розглядом реальної конструкції ПЗ і застосуванням розробленого раніше і неодноразово перевіреного методу чисельного моделювання. Результати роботи можуть бути використані при аеродинамічному вдосконаленні вхідних пристроїв авіаційних газотурбінних двигунів.
     

повітрозабірник, середня лінія каналу, нерівномірність розподілу параметрів потоку, коефіцієнт нерівномірності, чисельне моделювання

1. Шмырёв В. Ф. Особенности проектирования носка воздухозаборника турбовентиляторного двигателя. Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии. 2019. № 86. С. 25–36.

2. Sevinc Koray. Aerodynamic design optimization of a bellmouth shaped air intake for jet engine testing purposes and its experiment based validation. Journal of Physics: Conference Series. May 2021. 11 p. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1909/1/012028

3. 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.

4. Вишневський О. А., Давидов О. С. Оптимізація моделювання гіперболо-еліптичних обводів повітрозабірників ГТД за габаритними розмірами. Системи обробки інформації. 2013. № 113. С. 52–56.

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. Кваша Ю. А. Расчет пространственного турбулентного потока в межлопаточных каналах сверхзвуковых компрессорных ступеней. Техническая механика. 1999. № 1. С. 9–13.

7. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. М.: Энергоиздат, 1984. 152 с.

8. Hah C. Calculation of Three-Dimensional Viscous Flows in Turbomachinery with an Implicit Relaxation Method. J. of Propulsion and Power. 1987. № 5. P. 415–422. https://doi.org/10.2514/3.23006

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

10. Кваша Ю. А., Зиневич Н. А. Аэродинамическая оптимизация формы лопаток направляющего аппарата сверхзвуковой компрессорной ступени. Технічна механіка. 2017. № 4. С. 18–25. https://doi.org/10.15407/itm2017.04.018

Copyright (©) 2024 Кваша Ю. О., Петрушенко Н. В.

Copyright © 2014-2024 Технічна механіка