استخراج پروفیل بهینه دیسک توربین به روش اجزاء محدود

در این پژوهش، ابتدا حل تحلیلی معادلات الاستیسیته دیسک دوار برای محاسبه مولفه های تنش در حالت دوبعدی انجام شد. سپس دیسک در حالت دوبعدی و سه بعدی به روش اجزاء محدود حل شد و نتایج میدان جابه جایی و تنشها با حل تحلیلی مقایسه شد. برای حل مسئله، شرط مرزی در سطوح داخلی و خارجی دیسک در نظرگرفته شد . به این صورت که جابهجایی شعاعی سطح داخلی و تنش شعاعی در سطح خارجی دیسک صفر در نظر گرفته شد. فشار داخلی میتواند ناشی از جا زدن دیسک بهروی شفت و فشار خارجی، ناشی از نیروی گریز از مرکز پره های متصل به دیسک باشد. مقایسه نتایج حل تحلیلی و عددی، مطابقت خوبی (حداکثر 5 درصد خطا) را نشان میدهد.پس از اطمینان از صحت مدلسازی عددی در نرم افزار، با استفاده از قسمت بهینهسازی نرمافزار اجزاء محدود آباکوس، پروفیل دیسک با هدف کاهش حجم و داشتن انرژی کرنشی کمینه و تنش یکنواخت در تمامی فواصل شعاعی انجام شد و بدین ترتیب، پروفیل بهینه استخراج شد.

Keywords:

دیسک دوار , تحلیل تنش , روش تحلیلی , روش اجزاء محدود , بهینه سازی , توپولوژی