بررسی اثرات لین ( Lean )، سوئیپ ( Sweep ) و طول کورد ( Cord ) در عملکرد آیرودینامیکی فن محوری یک موتور توربوفن با کنارگذر بالا

با توجه به هزینه زیاد آزمایش های عملی، امروزه استفاده از روش های عددی برای بهبود عملکرد توربوماشین ها بسیار پرکاربرد و کم هزینه تر است. در این مقاله، با استفاده از روش تاگوچی و آرایه های متعامد و با انجام تعداد محدودی شبیه سازی (طبق روش تاگوچی)، میزان حساسیت توابع هدف نسبت به متغیرهای بهینه سازی، بر روی فن یک موتور توربوفن با کنارگذر بالا( موتور JT۹D-۷ )، بررسی می شود. تغییر هندسه و محاسبه توابع هدف، با استفاده از الگوریتم ریاضی پارامتره شده و کوپل با حل دینامیک سیالات محاسباتی، انجام می شود. با تغییر توزیع شعاعی طول کورد ( cord ) از ریشهتا نوک پره و همچنین تغییر مقدار لین ( lean ) و سوئیپ ( sweep) هر پروفیل نسبت به پروفیل هاب در ۵ نقطه کنترلی، ۱۵ متغیر بهینه سازی ایجاد شده است. از الگوریتم اسپلاین ( Spline ) برای توزیع مقدار لین و سوئیپ و همچنین توزیع طول کورد استفاده شده است. توابع هدف نیز شامل نسبت فشار، بازده آیزنتروپیک و دبی جرمی فن در نقطه طراحی است. نتایج حاصل، نشان دهنده تاثیر بیشتر زاویه لین بر روی مقدار بازده آیزنتروپیک و اثرپذیری بیشتر مقدار دبی فن نسبت به زاویه سوئیپ پره است. پارامتر نسبت فشار نیز تقریبا به هر دو این متغیرها حساسیت دارد. با توجه به تعداد پارامترهای طراحی، از دو آرایه L۱۶ و L۳۲ دو سطحی روش تاگوچی، جهت آنالیز حساسیت استفاده شده است. اگرچه مقادیر درصد مشارکت در این دو حالت متفاوت است، اما ترتیب پارامترهای مهم، در هر۲ آرایه یکسان است. با فرض تعداد پره ثابت، مقدار اینسیدنس ( incidence ) و کمبر ( camber ) ثابت، توزیع مقدار طول کورد نسبت به مقدار لین و سوئیپ، تاثیر چندانی بر توابع هدف ذکرشده ندارد.

کلیدواژه ها:

روش تاگوچی ، فن ، Lean - Sweep - Cord