hrvatski

Metoda harmoničke ravnoteže za kontrarotirajuće propelere

Računalna dinamika fluida (RDF) postala je gotovo konvencionalnim alatom u inženjerskoj praksi. Numeričkim rješavanjem setova jednadžbi dobiva se uvid u strujanje fluida u prostoru, a dobivena rješenja inženjerima i znanstvenicima daju mogućnost kvantifikacije strujanja u smislu sila, momenata i iskoristivosti na promatranom problemu. Visoki zahtjevi za računalnim resursima te vrijeme trajanja proračuna jedni su od glavnih izazova. Kako bi se smanjilo vrijeme potrebno za simulaciju uz očuvanje vremenske rezolucije rješenja, zbog periodičnosti strujanja u turbostrojevima moguće je koristiti tzv. spektralne metode. Spektralne metode zasnivaju se na pretvorbi veličina iz vremenske domene u frekvencijsku i obrnuto. Harmonička ravnoteža jedna je od spektralnih metoda, a često je primjenjiva u turbostrojevima. Harmonička ravnoteža svodi se na rješavanje određenog broja stacionarnih jednadžbi čiji se rezultati dobivaju za cijeli period T. Veća točnost rješenja ili smanjenje trajanja simulacije postiže se ovisno o odabranom broju harmonika. U sklopu ovog rada, izložena je teorijska pozadina matematičkog modela harmoničke ravnoteže te njegova implementacija u metodi kontrolnih volumena. Simulacije su provedene u svrhu validacije korištenja metode harmoničke ravnoteže u turbostrojevima. Proučavana su dva slučaja interakcije rotirajućih lopatičnih rešetki. U prvom slučaju razmatrana je rotirajuća rešetka rotora s mirujućom rešetkom statora, a u drugom slučaju razmatrane su rotirajuće rešetke oba rotora. Provedene su iduće simulacije: simulacija harmoničke ravnoteže na primjeru hidromlaznice uz primjenu različitog broja harmonika te simulacija harmoničke ravnoteže na primjeru kontrarotirajućih propelera. Provedena je analiza rezultata navedenih simulacija na temelju dostupnih rezultata stacionarnih i tranzijentnih simulacija. Pokazano je da harmonička ravnoteža, uz korištenje niskog broja harmonika, daje detaljniji prikaz rezultata uspoređujući sa stacionarnom MRF simulacijom, dok je za dobivanje rezultata približnima rezultatima tranzijentne simulacije broj harmonika potrebno povećati.

računalna dinamika fluida ; spektralne metode ; harmonička ravnoteža ; hidromlaznica ; kontrarotirajući propeleri ; OpenFOAM

nije evidentirano