Quası-three dimensional numerical design of turbomachinery blades
Turbomakina paletlerinin yaklaşık üç boyutlu sayısal tasarımı
- Tez No: 47278
- Danışmanlar: DOÇ. DR. İ. SİNAN AKMANDOR, PROF. DR. YALÇIN GÖĞÜŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Uçak Mühendisliği, Aircraft Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1995
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 98
Özet
Bu çalışmada turbomakina palelerinin şekillerinin belirlenmesi için çok hızlı, yaklaşık-üç-boyutlu bir tasarım sistemi kurulmuştur. Sistem, bir kanal akışı çözücüsü ile bir paleler arası akım çözücüsünün birleştirilmesi ile elde edilmiştir. Kanal akışı çözücüsü, akım değişkenlerinin radyal doğrultudaki değişimlerinin hesaplanmasında kullanılmıştır.Paleler arası akım çözücüsü ise gerçek akım çizgisi ağı, hücre merkezli sonlu hacim yöntemi ve Newton- Raphson doğrusallaştırma tekniği kullanan iki boyutlu transonik bir Euler çözücüsüdür. Çözüm sırasında her bir ağ noktasındaki bilinmeyen sayısı, yoğunluk ve ağ noktasının yer değişimi olmak üzere ikiye düşürülmüştür. Bu, paleler arası akım çözücüsünün, dolayısıyla tüm tasarım sisteminin hızlanmasını sağlamıştır. Kanal akışı çözücüsü kullanılarak akım değişkenlerinin radyal yönde dağılımları elde edildikten sonra paleler arası akım çözücüsü önce analiz modunda olmak üzere her radyal istasyon için çalıştırılır. Rotor paleleri için bu analiz sonucu ortaya çıkan yükleme ile istenilen yükleme karşılaştırılıp, buna bağlı olarak pale üzerindeki taşımadeğiştirilerek palenin şekli, paleler arası akım çözücüsünün tasarım modunda çalıştırılması ile, yeniden tasarlanır. Benzer yöntem stator paleleri için de uygulanmıştır. Fakat stator paleleri için yükleme yerine istenilen çevirme açısı elde edilmeye çalışılmıştır, örnek bir rotor ve stator pale tasarımı yapılmıştır. Paleler arası akım çözücüsünün analiz ve tasarım yeterliliğinin doğrulanması için iki analitik örnek çözüm kullanılmıştır. Paleler arası akım çözücünün dönel eksen takımına uyarlanmış halinin doğrulanması için program çalıştırılmış ve deneysel bir örnek ile karşılaşunlmıştır. Paleler arası akım çözücüsünün viskozitesiz bir akım çözücü olması ve kanal akışı çözücüsü ile az-etkileşimli olarak birleştirilmesinden dolayı üç-boyutlu etkilerin belirlenememesi bu metodun yetersiz kaldığı yönlerdir. Anahtar Kelimeler : Turbomakina, Kaskat Akımı, Yaklaşık-Üç-Boyutlu Pale Tasarımı, Ters Euler Çözümü, Radyal Denge Sağlanması
Özet (Çeviri)
A very fast, loosely-coupled, quasi-three-dimensional design system is constructed for the preliminary prediction of the turbomachinery blade shapes. It is obtained by coupling a duct-flow solver and a blade-to-blade solver. The duct-flow solver is used for calculating the upstream and downstream radial evolutions of the flow variables. The blade-to-blade solver is a two-dimensional transonic Euler solver which uses intrinsic streamline grid, a cell-centered finite volume scheme and Newton-Raphson linearization technique. The unknowns are reduced to two, density and grid node displacement, at each grid node and this creates the speed of the blade-to- blade solver, thus the design system. After the radial distributions of the flow variables are determined by the duct-flow solver, the blade-to-blade solver is run at each radial station, firstly in analysis mode. For the rotor blades, the loading which results from this calculation is compared with the desired one and accordingly the blade shape is modified by changing the mlift on the blade and running the blade-to-blade solver, now in design mode. Similar design procedure is applied for the design of stator blades and the turning angle is used as the design target instead of the loading. A sample design is accomplished for a rotor and a stator blade. The blade-to-blade solver is applied to two analytical test cases for the verification of the analysis and design capability and an experimental rotor test case for the verification of the modification of the code for the rotating frame of reference. Being an inviscid solver and the lack of possibility of the three- dimensional effects due to the loose coupling of the duct-flow solver and the blade-to-blade solver are the main drawbacks of the method. Keywords : Turbomachinery, Cascade Flow, Quasi-3D Blade Design, Inverse Euler Solution, Radial Equilibrium IV
Benzer Tezler
- Radyal pompa çarkları içerisindeki üç boyutlu sürtmeli ve sürtmesiz akışın sayısal analizi
Full 3D viscous and inviscid analysis of flow in radial pump impelleri
AŞKIN KARAKAS
- Design of helicopter transmission oil cooling fan impeller with multi-objective optimization method
Helikopter transmisyon yağ soğutma fan çarkının çok amaçlı optimizasyon yöntemi ile tasarımı
GÖKHAN AVŞAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGE BAŞKAN PERÇİN
- Biyosensör uygulamaları için nanofotonik yapıların tasarlanması
Design of nanophotonic structures for biosensor applications
NUR ERİM
Doktora
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAMZA KURT
- Yüksek gerilim porselen izolatörlerinin deprem güvenliğinin artırılması için bir sismik yalıtım cihazı geliştirilmesi
Development of a seismic isolaton device for high voltage porcelain isolators to enhance their seismic safety
TANSU GÖKÇE
Doktora
Türkçe
2019
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENGİN ORAKDÖĞEN
PROF. DR. ERCAN YÜKSEL
- Düşük simetrili fotonik kristal yapıları tarafından sağlanan yüksek verimliliğe sahip optik fenomenler
Highly efficient peculiar optical phenomena provided by low symmetric photonic crystal structures
MELİKE GÜMÜŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAMZA KURT