تحلیل آیروالاستیک پره های توربین گازی با کاربرد تئوری تیرهای ضخیم

یکی از کاربردهای مهم آیروالاستیک، تحلیل پره های توربینهای گازی است. در این مطالعه، یک ردیف پره که شامل یک دیسک تیون شده (tuned) تعداد مشخصی پره می باشد بررسی خواهد شد. پره ها به صورت تیرهایی ضخیم یکسر آزاد که تحت ارتعاش خود تحریک فلاتر با دو درجه آزادی خمشی و پیچشی هستند مدل شده است. با توجه به تیون بودن دیسک، کل سیستم سازه و سیال به یک مسیر خلاصه می گردد. نیروهای آیرودینامیکی با استفاده از نرم افزار ANSYS/FLOTRAN CFD در دو حالت پایدار و سپس ناپایدار محاسبه شده و به این طریق مقدار میرایی سیال استخراج می گردد. از طرف دیگر، معادله حرکت تیر تیموشنکو با در نظر گرفتن اینرسی دورانی و تغییر شکل برشی نوشته شده و فرکانس طبیعی محاسبه می گردد. حال با ترکیب این دو رابطه، معادله کوپل شده آیروالاستیک حاصل خواهد شد که با روش مقدار ویژه حل شده و فرکانس فلاتر بدست می آید. سپس این حرکت با رفتارهای آیروالاستیک تیرهای معمولی مقایسه می شود.

کلیدواژه ها:

پره ، کمپرسور ، ردیف پره ، تیر تیموشنکو ، آیروالاستیک ، فلاتر ، آیرودینامیک ، معادله اولر