Análisis Aerodinámico de la Predicción del Flutter por Estancamiento de Palas para Compresores Transónicos Usando el Método de Energía
Autores: Arshad, Ali; Murali, Akshay
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis Aerodinámico de la Predicción del Flutter por Estancamiento de Palas para Compresores Transónicos Usando el Método de Energía
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Flutter
Método de energía
Dinámica de fluidos computacional
Predicción de pérdida
Amortiguamiento aerodinámico
Resonancia de palas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
En este estudio, se lleva a cabo la predicción del inicio del flutter de pérdida en un compresor transónico utilizando el método de energía (desacoplado) con transformada de Fourier. Dado que el estudio se realiza computacionalmente utilizando simulaciones basadas en dinámica de fluidos computacional (CFD), se empleó el método de energía debido a su mayor eficiencia computacional al implementar el modelo de interacción fluido-estructura (FSI) unidireccional. El método de energía es relativamente poco común para determinar el amortiguamiento aerodinámico y la predicción de flutter, específicamente en condiciones de pérdida de palas para los pasajes de palas 3D. Se eligió el Rotor 67 de la NASA para la validación del estudio debido a la disponibilidad de una amplia gama de datos experimentales. Se realizó un análisis de predicción de flutter computacionalmente utilizando CFD para los pasajes de dos palas del rotor en las regiones de máxima eficiencia y pérdida. Antes de esto, se llevó a cabo el análisis modal en la pala preestirada, considerando los efectos centrífugos. El análisis modal proporcionó la frecuencia y amplitud de la pala con precisión, que fueron las entradas del análisis de flutter. Se estudiaron los primeros tres modos de resonancia de la pala con un rango de diámetros nodales dentro de las regiones cercanas a la máxima eficiencia y pérdida. El método de energía implementado en este estudio para el análisis de flutter fue capaz de predecir con éxito los coeficientes de amortiguamiento aerodinámico de los primeros tres modos para un rango de diámetros nodales a partir de la solución periódica-no estacionaria de la oscilación de la pala definida dentro de las regiones de interés (máxima eficiencia y punto de pérdida). Los resultados del estudio confirman la estabilidad de la pala del rotor dentro de la región cercana al pico y, lo más importante, la predicción del inicio del flutter en la región de pérdida. El estudio concluyó que el método de energía, que es computacionalmente económico y eficiente en tiempo, es capaz de predecir el inicio del flutter de pérdida. En el futuro, se planean más validaciones del método de energía e investigaciones relacionadas con el mecanismo de flujo del inicio del flutter de pérdida.
Descripción
En este estudio, se lleva a cabo la predicción del inicio del flutter de pérdida en un compresor transónico utilizando el método de energía (desacoplado) con transformada de Fourier. Dado que el estudio se realiza computacionalmente utilizando simulaciones basadas en dinámica de fluidos computacional (CFD), se empleó el método de energía debido a su mayor eficiencia computacional al implementar el modelo de interacción fluido-estructura (FSI) unidireccional. El método de energía es relativamente poco común para determinar el amortiguamiento aerodinámico y la predicción de flutter, específicamente en condiciones de pérdida de palas para los pasajes de palas 3D. Se eligió el Rotor 67 de la NASA para la validación del estudio debido a la disponibilidad de una amplia gama de datos experimentales. Se realizó un análisis de predicción de flutter computacionalmente utilizando CFD para los pasajes de dos palas del rotor en las regiones de máxima eficiencia y pérdida. Antes de esto, se llevó a cabo el análisis modal en la pala preestirada, considerando los efectos centrífugos. El análisis modal proporcionó la frecuencia y amplitud de la pala con precisión, que fueron las entradas del análisis de flutter. Se estudiaron los primeros tres modos de resonancia de la pala con un rango de diámetros nodales dentro de las regiones cercanas a la máxima eficiencia y pérdida. El método de energía implementado en este estudio para el análisis de flutter fue capaz de predecir con éxito los coeficientes de amortiguamiento aerodinámico de los primeros tres modos para un rango de diámetros nodales a partir de la solución periódica-no estacionaria de la oscilación de la pala definida dentro de las regiones de interés (máxima eficiencia y punto de pérdida). Los resultados del estudio confirman la estabilidad de la pala del rotor dentro de la región cercana al pico y, lo más importante, la predicción del inicio del flutter en la región de pérdida. El estudio concluyó que el método de energía, que es computacionalmente económico y eficiente en tiempo, es capaz de predecir el inicio del flutter de pérdida. En el futuro, se planean más validaciones del método de energía e investigaciones relacionadas con el mecanismo de flujo del inicio del flutter de pérdida.