تاثیر مدل های آشفتگی و زبری سطح پرهی روتور بر نتایج مدل سازی عددی کمپرسور گذرصوتی

در مقاله ی حاضر میزان تاثیر نوع مدل آشفتگی اعمال شده و در نظر گرفتن زبری سطح پره ی روتور در نتایج مدل سازی عددی کمپرسور گذرصوتی مورد بررسی قرار گرفته است. مدل سازی توسط کد ANSYS - CFX بر روی روتور ناسا 37 و در بازه ای مشخص از دبی های جرمی انجام شده است. پارامترهای خروجی موردبررسی در این مقاله شامل نسبت فشار کلی و بازده آیزنتر و پیک روتور بوده است. در این تحقیق از مدل های توربولانسی k - e و SST ، به عنوان دو مدل متداول، جهت شبیه سازی آشفتگی جریان استفاده شده است، در نزدیک دیواره ها نیز به ترتیب توابع دیواره ی مقیاس پذیر و اتوماتیک به کار برده شده اند. سپس به منظور بررسی میزان تاثیر گذاری در نظر گرفتن زبری سطح پره بر نتایج، دو سری شبیه سازی، یکی با فرض سطح پره ی هموار و دیگری با اعمال زبری بر سطح پره، انجام شده است. برای مقایسه و صحت سنجی نتایج، از نقشه ی عملکرد کلی کمپرسور بر حسب دبی جرمی بی بعد و پروفیل توزیع نسبت فشار کلی در جهت اسپن استفاده شده است. با بررسی نتایج مشخص است که شبیه سازی انجام شده به کمک مدل k - E توانسته به خوبی شبیه سازی با استفاده از مدل SST پارامترهای خروجی موردنظر این تحقیق را پیش بینی کند. از طرف دیگر، مدل سازی روتور با فرض سطح پره ی همواره به طور کلی مقادیر بازده آیزنتروپیک 1997 را اندکی بزرگتر از حالت سطح پر ہی زبر و کمی نزدیک تر به مقادیر آزمایشگاهی پیش بینی کرده است. با این وجود در پیش بینی مقادیر نسبت فشار کلی و توزیع شعاعی فشار، مدل سازی انجام شده با در نظر گرفتن زبری سطح پره، بسیار بهتر عمل کرده و نتایج حاصل از آن با مقادیر آزمایشگاهی تطابق بهتری دارد.

Keywords:

در شبیه سازی عددی , روتور ناسا 37 , مدل آشفتگی , زبری سطح پره