مطالعه عددی اندرکنش سیال سازه دو راهه یک کمپرسور محوری

کمپرسور به عنوان یکی از اصلی ترین اجزای یک توربین گاز، جهت تراکم سیال عامل، در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد. در این پژوهش به منظور پی بردن به مشخصه های دینامیکی پره دوارکمپرسور محوری یک توربین گازی که تحت تنش های نیروی گریز از مرکز و جریان ناپایای آیرودینامیکی قرار دارد، تحلیل سه بعدی اندرکنش سیال سازه دوراهه به صورت کوپل دو حلگر سیالاتیسازه ای در محیط نرم افزار انسیس انجام گرفت. این شبیه سازی شامل حل همزمان معادلات ناویر استوکس و انرژی برای آیرودینامیک و تحلیل تنش کرنش برای سازه می باشد. شبیه سازی برای سه دور عملکردی انجام گرفته است. نوسانات نوک پره برحسب زمان به عنوان یکی از پارامترهای خروجی تحلیل مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور پی بردن به فرکانس نوسانات نوک پره، از تبدیل فوریهسریع استفاده شده است. نتایج شامل پنج فرکانس است. دو فرکانس ۶ / ۱۹۹ و ۳۱۹۳ هرتز به ترتیب مربوط به مود اول خمشی و پیچشی و سه فرکانس دیگر شامل ۱۰۹۷ ، ۱۳۹۷ و ۱۵۹۶ هرتز بین این دوفرکانس دیده شد که منشا آیرودینامیکی دارد. تغییرات تنش های ارتعاشاتی ون میزز در ریشه پره برای سه دور عملکردی مذکور مورد ارزیابی قرار گرفته است. تنش های ون میزز رابطه مستقیم با دورعملکردی داشته و با افزایش دور عملکردی، تنش ها افزایش می یابد. بیشینه تنش برای سطح فشاری پره دوار و برابر ۴۰۰ مگا پاسکال دیده شد.

کلیدواژه ها:

توربوماشین ، کمپرسور محوری ، اندرکنش سیال سازه دو راهه