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Cuantificación de la Incertidumbre Aerodinámica de una Cascada de Turbina de Baja Presión mediante un Proceso Gaussiano Adaptativo

Autores: Fu, Wenhao; Chen, Zeshuai; Luo, Jiaqi

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Cuantificación de la Incertidumbre Aerodinámica de una Cascada de Turbina de Baja Presión mediante un Proceso Gaussiano Adaptativo


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Variaciones estocásticas
Rendimiento aerodinámico
Parámetros de flujo
Presión total de entrada
Intensidad de turbulencia
Cuantificaciones de incertidumbre

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 40

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Las variaciones estocásticas de las condiciones de operación y las variaciones resultantes del rendimiento aerodinámico en la Turbina de Baja Presión (LPT) se pueden encontrar con frecuencia. Este artículo estudia el impacto del rendimiento aerodinámico de las variaciones inciertas de los parámetros de flujo, incluyendo la presión total de entrada, el ángulo de flujo de entrada y la intensidad de turbulencia para una cascada de LPT. Primero se llevan a cabo simulaciones de flujo resolviendo las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds, el modelo de turbulencia SST y las ecuaciones del modelo de transición. Luego, se introduce un proceso gaussiano (GP) basado en una técnica de muestreo adaptativo. La precisión del GP adaptativo (ADGP) se demuestra ser alta a través de un experimento de función. Usando ADGP, se establecen los modelos de propagación de incertidumbre entre los parámetros de rendimiento, incluyendo el coeficiente de pérdida de presión total, el ángulo de flujo de salida, el número de Zweifel y los parámetros de flujo de entrada inciertos. Finalmente, utilizando los modelos de propagación, se llevan a cabo cuantificaciones de incertidumbre de los cambios en el rendimiento. Los resultados demuestran que el coeficiente de pérdida de presión total y el número de Zweifel son sensibles a las incertidumbres, mientras que el ángulo de flujo de salida es casi insensible. El análisis estadístico del campo de flujo mediante simulación de Monte Carlo directa (MCS) muestra que la transición de flujo en el lado de succión y el esfuerzo cortante viscoso son bastante sensibles a las incertidumbres. Además, se lleva a cabo un análisis de sensibilidad de Sobol para especificar la influencia de cada incertidumbre en los cambios de rendimiento en la cascada de la turbina.

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