بررسی روش های مختلف شبیه سازی جریان مغشوش در ردیف پره زبر شده کمپرسور توربین گاز به منظور مدل سازی حباب جریان

جریان حول پرههای ردیف پره کمپرسور توربین گاز دارای پیچیدگی های سیالاتی می باشد. در این میدان جریان، علاوه بر این که جریان حالت گذرا را تجربه میکند، بلکه شاهد پیدایش حباب جریان در قسمت مکش پره نیز می باشد . در چنین جریانی لزوم انتخاب مناسب یک مدل جریان مغشوش میتواند به پیش بینی پیچیدگیهای جریان کمک شایانی کند. در این راستا از 5 مدل جریان مغشوش مختلف برای شبیه سازی جریان بین ردیف پره کمپرسور سرعت پایین توربین گاز استفاده شده است تا بتوان به خوبی حباب ایجاد شده در قسمت مکش را مدل سازی نمود . این مدل ها عبارتند از: مدل اسپالارت-آلماراس ( فرمول در متن اصلی مقاله) پس از انتخاب روش مناسب شبیه سازی جریان مغشوش، از مدل برای شبیه سازی زبری اعمالی به سطح استفاده میشود . همچنین از روش حجم محدود با گسسته سازی مرتبه دوم در مکان و زمان برای شبیه سازی میدان جریان بهره گردیده است. به منظور کوپلینگ معادلات سرعت و فشار، الگوریتم تکرار سیمپل به کار گرفته شده است. نتایج حاصل شده از این تحقیق توسط نرم افزار Star CCM+ بدست آمده است، همچنین شبکه های مورد استفاده توسط نرم افزار Pointwise2.3 ایجاد شده اند. نتایج نشان میدهد که مدل ( فرمول در متن اصلی مقاله) بهترین روش برای شبیه سازی جریان حالت گذرا می باشد. همچنین مدل زبری اعمال شده به خوبی میتواند اثرات زبری را مدل کند. نتایج نشان می دهد که در ناحیه مکش پره، یک حباب جدایش تشکیل میشود که در نتایج تجربی هم نمایان شده است. این حباب جدایش با افزایش عدد رینولدز باریک شده و رفته رفته لایه مرزی به حالت کاملا مغشوش تبدیل می شود . علاوه بر آن در یک زبری بحرانی، ما شاهد لایه مرزی کاملا مغشوش خواهیم بود. همچنین نتایج نشان میدهد که با افزایش زبری عملکرد کمپرسور بشدت کاهش می یابد.

کلیدواژه ها:

زبری سطح ، ردیف پره ، کمپرسور سرعت پایین ، مدل های جریان مغشوش