Influencia de los surcos en espiga inspirados en plumas de aves en la aerodinámica de la cascada de compresores bajo diferentes condiciones de número de Reynolds
Autores: Han, Shaobing; Yang, Zhijie; Zhong, Jingjun; Yan, Yuying
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Influencia de los surcos en espiga inspirados en plumas de aves en la aerodinámica de la cascada de compresores bajo diferentes condiciones de número de Reynolds
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Carga aerodinámica
Separación de palas
Ranuras en espiga
Cascadas de compresores
Números de Reynolds
Separación de flujo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Hoy en día, la alta carga aerodinámica ha convertido la separación de las palas en un problema para los compresores axiales compactos en condiciones de baja altitud y bajo número de Reynolds. En este estudio, se aplicaron ranuras en espiga inspiradas en plumas de aves para suprimir la separación en el lado de succión y reducir las pérdidas. Para estudiar el efecto de las ranuras en espiga bioinspiradas en el rendimiento aerodinámico de las cascadas de compresores, se tomó una cascada de compresor de alta subsonido como objeto de investigación. Bajo las condiciones de diferentes números de Reynolds, se estudiaron numéricamente los efectos de las ranuras en espiga de diferentes profundidades sobre la separación del flujo. Los resultados de la investigación muestran que en una condición de alto número de Reynolds ( = 5.6 x 10), el vórtice en forma de sierra inducido por las ranuras en espiga aumenta la pérdida de mezcla turbulenta cerca de la superficie de succión, y el rendimiento de la pala se deteriora. En una condición de bajo número de Reynolds ( = 1.3 x 10), el flujo secundario en dirección de la envergadura y la estructura de microvórtice inducida por las ranuras en espiga suprimen efectivamente la separación laminar en la superficie de succión de la pala, y hay una profundidad óptima para las ranuras en espiga que reduce la pérdida de perfil en un 8.33% y aumenta la relación de presión estática en un 0.55%. Se discute el principio de selección de la profundidad óptima de la ranura basado en los resultados de la investigación bajo seis condiciones de bajo número de Reynolds.
Descripción
Hoy en día, la alta carga aerodinámica ha convertido la separación de las palas en un problema para los compresores axiales compactos en condiciones de baja altitud y bajo número de Reynolds. En este estudio, se aplicaron ranuras en espiga inspiradas en plumas de aves para suprimir la separación en el lado de succión y reducir las pérdidas. Para estudiar el efecto de las ranuras en espiga bioinspiradas en el rendimiento aerodinámico de las cascadas de compresores, se tomó una cascada de compresor de alta subsonido como objeto de investigación. Bajo las condiciones de diferentes números de Reynolds, se estudiaron numéricamente los efectos de las ranuras en espiga de diferentes profundidades sobre la separación del flujo. Los resultados de la investigación muestran que en una condición de alto número de Reynolds ( = 5.6 x 10), el vórtice en forma de sierra inducido por las ranuras en espiga aumenta la pérdida de mezcla turbulenta cerca de la superficie de succión, y el rendimiento de la pala se deteriora. En una condición de bajo número de Reynolds ( = 1.3 x 10), el flujo secundario en dirección de la envergadura y la estructura de microvórtice inducida por las ranuras en espiga suprimen efectivamente la separación laminar en la superficie de succión de la pala, y hay una profundidad óptima para las ranuras en espiga que reduce la pérdida de perfil en un 8.33% y aumenta la relación de presión estática en un 0.55%. Se discute el principio de selección de la profundidad óptima de la ranura basado en los resultados de la investigación bajo seis condiciones de bajo número de Reynolds.