О рациональном выборе расчетной сетки при аэродинамической оптимизации формы межлопаточных каналов компрессорных ступеней на основе численного моделирования турбулентных потоков

Abstract

В работе рассмотрен вопрос уменьшения вычислительных затрат при численном моделировании турбулентных газовых потоков в процессе аэродинамической оптимизации геометрических параметров компрессорных венцов. Предложен приближенный критерий рационального выбора числа узлов расчетной сетки с учетом сохранения степени влияния формы межлопаточных каналов на аэродинамические характеристики венцов. Рассмотрены примеры применения данного критерия для методики численного моделирования плоских турбулентных течений газа в компрессорных решетках и методики численного моделирования пространственных турбулентных течений в компрессорных венцах. Указанные методики разработаны ранее в Институте технической механики НАН Украины и НКА Украины.

В роботі розглянуто питання зменшення розрахункових витрат при чисельному моделюванні турбулентних газових потоків в процесі аеродинамічної оптимізації геометричних параметрів компресорних вінців. Запропоновано наближений критерій раціонального вибору кількості вузлів розрахункової сітки з урахуванням міри впливу форми міжлопаткових каналів на аеродинамічні характеристики вінців. Розглянуто приклади застосування даного критерію для методики чисельного моделювання плоских турбулентних течій газу у компресорних решітках та методики чисельного моделювання просторових турбулентних течій у компресорних вінцях. Вказані методики розроблені раніше в Інституті технічної механіки НАН України і НКА України.

The present work deals with the problem of a decrease in computational efforts at the numerical simulation of turbulent gas flows in the process of an aerodynamic optimization of geometrical compressor rims parameters. The approximate criterion of the computational grid cells number rational selection is made taking into account retention of the extent to which a configuration of the vane channel affects the compressor rims aerodynamic characteristics. Applications of this criterion for the technique of the numerical simulation of two-dimensional turbulent gas flows through compressors rims and the technique of the numerical simulation of three-dimensional turbulent flows in compressor rims are considered. The mentioned techniques were developed at the Institute of Technical Mechanics of the NAS of Ukraine and NSA of Ukraine.