Численный анализ аэроупругого поведения лопаточного венца вентилятора авиационного двигателя

Abstract

Представлен численный анализ аэроупругого поведения вибрирующего лопаточного венца вентилятора авиационного двигателя. Численный метод основан на решении связанной задачи нестационарной аэродинамики и упругих колебаний лопаток, уравнения которых интегрируются параллельно-последовательно с обменом информацией на каждой итерации. Приведены результаты расчетов аэроупругих характеристик и коэффициентов аэродемпфирования лопаточного венца вентилятора при гармонических и связанных колебаниях лопаток для заданных режимов граничных условий на входе и выходе за венцом. Проведен численный анализ влияния частоты 1-й собственной формы на режим колебаний лопаток с учетом взаимодействия пяти собственных форм. Показано, что повышение частоты 1-й собственной формы приводит к повышению аэродинамической устойчивости колебаний лопаток.

Наведений чисельний аналіз аеропружної поведінки вібруючого вінця лопатки вентилятора авіаційного двигуна. Чисельний метод ґрунтується на розв’язанні задачі нестаціонарної аеродинаміки і пружних коливань лопаток, рівняння яких інтегруються паралельно-послідовно з обміном інформацією на кожній ітерації. Наведені результати розрахунків аеропружних характеристик і коефіцієнтів аеродемпфування вінця лопатки вентилятора при гармонічних і зв’язаних коливаннях лопаток для заданих режимів граничних умов на вході і виході за вінцем. Проведений чисельний аналіз впливу частоти 1-ї власної форми на режим коливань лопаток з урахуванням взаємодії п’яти власних форм. Показано, що підвищення частоти 1-ї власної форми приводить до підвищення аеродинамічної стійкості коливань лопаток.

There presented the numerical analysis of oscillating blade row aeroelastic behaviour of aviation engine fan. The numerical method is based on solution of coupled problem of unsteady aerodynamics and blades elastic oscillations, equations in which are integrated with parallel-sequential information exchange on each iteration. There presented the calculation results of aeroelastic characteristics and aerodamping coefficients of fan blade row under harmonic and coupled blades oscillations for given regimes of boundary conditions in inlet and outlet of blade row. There conducted the numerical analysis of the influence of the 1st natural form frequency on blades oscillations regimes with account of interaction of five natural forms. There shown that increase of the 1st natural form frequency quotes to increase of aerodynamical stability of blades oscillations