Aerothermodynamic modeling and simulation of gas turbines for transient operating conditions
Geçiş koşulları altında çalışan gaz türbin motorlarının aerotermodinamik modellemesi ve simülasyonu
- Tez No: 176925
- Danışmanlar: DR. İLKAY YAVRUCUK, YRD. DOÇ. DR. OĞUZ UZOL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: jenerik gaz türbin motor modeli, aerotermal model, simu-lasyon kodu, sıcak gaz girişi, kontrol algoritması, generic gas turbine model, aero-thermal model, critical transients, on-design conditions, hot gas ingestion
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 93
Özet
Bu araştırmada, jenerik bir gaz türbin motor modelinin geliştirilmesine yönelikbir calışma sunulmaktadır. Herbiri gaz türbin motorunun bir bileşenini temsileden, diferansiyel ve doğrusal-olmayan-cebirsel denklemler içeren bir simülasyonkodu geliştirilmiştir. Bu denklemler, herbir motor komponentinde gerçekleşenaerotermal süreçleri temsil eden denklemlerdir ve bu denklemler simulasyonkodunun algoritmasında belirli bir sıra takip edilerek çözülürler. Her zamanadımında, diferansiyel denklemler, birinci derece Euler tekniğiyle, doğrusal ol-mayan cebirsel denklemler ise ileri doğru yer değiştirme tekniğiyle çözülmüşlerdir.Nümerik çözüm süreci, daha önceden tanımlanan simülasyon süresi bitimindesona erer. Yapılan çalışmanın amacı, tasarım noktası dışındaki noktalardafarklı gaz türbin motorları için kritik geçiş koşullarını simüle edebilmektir. İkifarklı motor için farklı kritik senaryolar simüle edilmiştir. Birinci simülasyonda,küçük bir turbojet motoru için örnek bir kritik geçiş koşulu senaryosu, ikincisimülasyonda ise bir turboşaft motoru için sıcak gaz girişi senaryosu simüleedilmiştir. Ayrıca koda basit bir doğru orantılı kontrol algoritması da eklenmiştir.İki simülasyon çalişmasında da ilgili motor parametrelerinin grafikleri çizilmişve sonuçlar sunulmuştur. Simülasyon sonuçları, geliştirilen simulasyon kodununbir gaz türbin motorunun geçiş koşullarındaki davranışlarını simüle edebilmepotansiyelinin olduğunu göstermiştir. Buna ek olarak kod, motor kontrol algorit-maları ve motor durumu izleme sistemleri geliştirme çalışmalarında kullanılabilirve farklı hava aracı dinamik simulasyon kodlarına entegre edilebilir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, development of a generic transient aero-thermal gas turbine modelis presented. A simulation code, gtSIM is developed based on an algorithm whichis composed of a set of differential equations and a set of non-linear algebraicequations representing each gas turbine engine component. These equations arethe governing equations which represents the aero-thermodynamic process ofthe each engine component and they are solved according to a specific solvingsequence which is defined in the simulation code algorithm. At each time step,ordinary differential equations are integrated by a first-order Euler scheme anda set of algebraic equations are solved by forward substitution. The numericalsolution process lasts until the end of pre-defined simulation time. The objectiveof the work is to simulate the critical transient scenarios for different types ofgas turbine engines at off-design conditions. Different critical transient scenariosare simulated for two different types of gas turbine engine. As a first simulation,a sample critical transient scenario is simulated for a small turbojet engine. Asa second simulation, a hot gas ingestion scenario is simulated for a turbo shaftengine. A simple proportional control algorithm is also incorporated into thesimulation code, which acts as a simple speed governor in turboshaft simulations.For both cases, the responses of relevant engine parameters are plotted andresults are presented. Simulation results show that the code has the potential tocorrectly capture the transient response of a gas turbine engine under di®erentoperating conditions. The code can also be used for developing engine controlalgorithms as well as health monitoring systems and it can be integrated tovarious flight vehicle dynamic simulation codes.
Benzer Tezler
- Aerothermodynamic shape optimization using DSMC and POD-RBF methods
DSMC ve POD-RBF yöntemleri kullanarak aerotermodinamik şekil optimizasyonu
HALİT KUTKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SİNAN EYİ
- High by-pass ratio turbofan engines aerothermodynamic design and optimization
Yüksek by-pass oranlı turbofan motorlarının aerotermodinamik tasarımı ve optimizasyonu
SELÇUK CAN UYSAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPROF. DR. İBRAHİM SİNAN AKMANDOR
- Development of aero-thermodynamic cycle design code for turboshaft engines and investigation of fouling effects on performance
Turboşaft motorlar için çevrim kodu tasarlanması ve kirlenmenin performans üzerindeki etkilerinin incelenmesi
UMUT SADIKOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGÜR UĞRAŞ BARAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR BAŞ
- Aerothermodynamic analysis of a rolling piston engine
Döner pistonlu motor aerotermodinamik analizi ve tasarımı
GÖKHAN ARAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM SİNAN AKMANDOR
- Compressor tandem blade aerothermodynamic performance evaluation using CFD
HAD kullanarak çift kopmresör kanadın aerotermodinamik performans hesabı
ÇAĞRI GEZGÜÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM SİNAN AKMANDOR
DOÇ. DR. OĞUZ UZOL