Eksenel kompresör rotor kanadında kamber açısı, stagger angle ve solıdıty oranının aerodinamik performans üzerindeki etkisinin cfd (had) ile incelenmesi
Investigation of the effects of camber angle, stagger angle, and solidity ratio on the aerodynamic performance of an axial compressor rotor blade with cfd
- Tez No: 1023611
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ YAŞAR MUTLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Beykent Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, eksenel bir kompresör rotorunun aerodinamik performansı; kamber açısı, stagger açısı ve solidity oranı olmak üzere üç kritik geometrik parametrenin etkisi dikkate alınarak incelenmiştir. Bu üç geometrik parametrenin tamamının rotor kanadı akış kanalındaki akış davranışı üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu; basınç artışı, akış kararlılığı ve kayıp oluşumu süreçlerini, dolayısıyla kompresör verimini belirgin şekilde etkilediği ifade edilebilir. Bu çalışmada, kamber, stagger açısı ve solidity oranı sistematik biçimde değiştirilerek bir dizi rotor geometrisi parametrik tasarım yaklaşımıyla oluşturulmuştur. Sayısal doğruluğu sağlamak adına uygun bir türbülans modeli, yüksek kaliteli yapısal ağlar ve uygun sınır koşulları Ansys Fluent'te kullanılmıştır. Toplam basınç oranı, kütlesel debi, akış dönüşü, geometrilerin ürettiği tork ve aerodinamik kayıp katsayıları gibi temel performans göstergeleri her konfigürasyon için ayrı ayrı simüle ve analiz edilmiştir.Elde edilen sonuçlar, artan kamber açısının akış dönüşünü ve basınç artışını güçlendirdiğini, ancak yüksek değerlerde sınır tabakası kayıplarını artırabileceğini göstermektedir. Stagger açısı, hücum açısı davranışını güçlü şekilde etkileyerek rotorun çalışma aralığını belirlemektedir. Solidity oranı ise difüzyon seviyeleri ve kanal tıkanması üzerinde belirleyici bir değişkendir; daha yüksek solidity, basınç artışını artırmakla birlikte sürtünme kaynaklı kayıpları da yükseltmektedir. Bu parametrelerin birlikte değerlendirilmesiyle elde edilen önemli eğilimler, eksenel kompresör kademelerinin ön tasarımı ve optimizasyonu açısından değerli bilgiler sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
In this study, the aerodynamic performance of an axial compressor rotor was investigated by considering the effects of three critical geometric parameters: camber angle, stagger angle, and solidity ratio. It can be stated that all three of these geometric parameters have a significant impact on the flow behavior within the rotor blade flow channel, distinctively affecting the pressure rise, flow stability, and loss generation processes, and consequently, the compressor efficiency. In this study, a series of rotor geometries were generated through a parametric design approach by systematically varying the camber, stagger angle, and solidity ratio. To ensure numerical accuracy, an appropriate turbulence model, high-quality structured meshes, and suitable boundary conditions were utilized in Ansys Fluent. Key performance indicators, such as total pressure ratio, mass flow rate, flow turning, torque generated by the geometries, and aerodynamic loss coefficients, were simulated and analyzed individually for each configuration. The obtained results indicate that an increased camber angle enhances flow turning and pressure rise, yet it may increase boundary layer losses at high values. The stagger angle strongly influences the angle of attack behavior, thereby determining the operating range of the rotor. The solidity ratio is a decisive variable on diffusion levels and channel blockage; higher solidity increases the pressure rise but also elevates friction-induced losses. The significant trends obtained through the joint evaluation of these parameters provide valuable insights for the preliminary design and optimization of axial compressor stage.
Benzer Tezler
- Numerical aeroacoustics investigation of the effect of axial gap length between the rotor and stator of a transonic compressor stage
Transonik kompresörlerdeki rotor ve stator arası eksenel boşluk mesafesinin akustik etkisinin incelemesi
BORA YAZGAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERKAN AYDER
- Numerical analysis of the effect of secondary flows in an axial compressor rotor for stability improvement by using casing treatment
Bir eksenel kompresör rotorundaki ikincil akışların stabilitenin arttırılması amacı ile gövde oluk işlemi kullanılarak nümerik analizi
BÜŞRA YAYLAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET PINARBAŞI
- Development of a streamline curvature throughflow design method for fan module of turbofan engines
Turbofan motorların fan modülü için akım çizgisi eğriliği metodu ile eksenel-simetrik tasarım metodu geliştirilmesi
SERCAN ACARER
Doktora
İngilizce
2015
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÜNVER ÖZKOL
- Sesüstü kompresör çarkı tasarımı
Design of supersonic compressor impeller
BAHUZ CAN OSSO
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERKAN AYDER
- A detailed assessment of the effects of 3D radial stacking on the aerodynamic performance of NASA Stage 37 rotor blade
NASA Kademe 37 rotor kanatlarının aerodinamik performansı üzerine 3 boyutlu radyal istifleme etkilerinin ayrıntılı incelenmesi
FURKAN ÜLGER
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERTAÇ ÇADIRCI