Coupled Fluid–structure Interaction Simulation of Aerodynamic Load Fluctuations and Fatigue Life in a Centrifugal Fan FN۲۸۰
سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 131
فایل این مقاله در 15 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد
- صدور گواهی نمایه سازی
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_JAFM-19-4_006
تاریخ نمایه سازی: 1 تیر 1405
چکیده مقاله:
Rotating machinery such as centrifugal fans is often exposed to unsteady aerodynamic loads that can induce fatigue damage during prolonged industrial operation. This study investigates the fatigue life of a centrifugal fan (FN۲۸۰) used in a cement plant through a one-way fluid–structure interaction (FSI) approach. Transient aerodynamic loads were computed using ANSYS Fluent and subsequently transferred to ANSYS Mechanical for structural fatigue analysis. Since the original fan geometry was unavailable, a detailed three-dimensional model was reconstructed via reverse engineering to ensure accurate aerodynamic representation. The unsteady numerical simulations were performed under four operating conditions and validated against experimental performance data. The comparison shows a satisfactory level of agreement, confirming the reliability of the adopted modelling approach. Simulation results indicate that most regions of the fan exhibit fatigue safety factors between ۱ and ۱۵, suggesting generally safe operation. However, localized stress concentrations near the blade root and shaft–disc junction display safety factors slightly below unity, indicating potential sites for early fatigue crack initiation. The estimated fatigue life is approximately ۲.۸ × ۱۰⁶ cycles, emphasizing the significance of accounting for aerodynamic loading effects in fatigue assessment. Overall, the study demonstrates the capability of FSI-based numerical simulations for predictive maintenance and reliability evaluation, while further experimental validation is recommended.
کلیدواژه ها:
Computational fluid dynamics (CFD) ، Fluid–structure interaction Coupled one-way ، Finite Element Analysis (FEA) ، Fatigue ، Reverse engineering ، Centrifugal fan
نویسندگان
N. Aimeur
Laboratory of Materials and Structural Mechanics, University of Mohamed BoudiafM’sila, B.P ۱۶۶ Ichbilia, M’sila, ۲۸۰۰۰, Algeria
A. Amour
Laboratory of Materials and Structural Mechanics, University of Mohamed BoudiafM’sila, B.P ۱۶۶ Ichbilia, M’sila, ۲۸۰۰۰, Algeria
N. Menasri
Laboratory of Materials and Structural Mechanics, University of Mohamed BoudiafM’sila, B.P ۱۶۶ Ichbilia, M’sila, ۲۸۰۰۰, Algeria
مراجع و منابع این مقاله:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :