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Simulación de Grandes Remolinos de una Cascada de Turbina de Baja Presión con Estelas Inestables

Autores: Robison, Zachary; Gross, Andreas

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Simulación de Grandes Remolinos de una Cascada de Turbina de Baja Presión con Estelas Inestables


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Entender
Efectos de estela
Números de Reynolds
Simulaciones de grandes remolinos
Turbina de baja presión
Cascada lineal
Generadores de estela de barra
Estructuras de pared final
Perfil aerodinámico de alto levantamiento
Componentes de estela
Campo de flujo aguas abajo
Capa límite
Generador de estela
Ancho de estela
Descomposición ortogonal adecuada
Campos de flujo promediados en fase
Flujo medio
Campos de flujo filtrados
Separación laminar
Perfil aerodinámico aguas abajo
Vórtice de paso
Estructura de flujo longitudinal
Vorticidad de estela cerca de la pared.

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 17

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Para comprender mejor los efectos de estela a números de Reynolds bajos, se llevaron a cabo simulaciones de grandes remolinos de una etapa de turbina de baja presión de reacción del 50% y una cascada lineal con dos generadores de estela de barra diferentes para un número de Reynolds de cuerda de 50,000. Para el perfil aerodinámico de alta sustentación cargado en la parte delantera elegido, las estructuras de la pared final son más fuertes que para los perfiles aerodinámicos de sustentación moderada cargados en el medio más tradicionales. Al comparar los resultados de la etapa de reacción del 50% con los resultados del generador de estela de barra, se obtiene una visión sobre el efecto de los componentes de estela tridimensionales en el campo de flujo aguas abajo. Para los casos con generador de estela de barra, la capa límite de la pared final crece más rápido debido al movimiento relativo de la pared final con respecto al flujo libre. El ancho medio de la estela coincide aproximadamente para el más grande de los dos generadores de estela de barra considerados. Para mejorar la calidad de los campos de flujo promediados en fase, se empleó la descomposición ortogonal adecuada como un filtro para eliminar el contenido de campo de flujo no estacionario de baja energía. Tanto el flujo medio como los campos de flujo promediados en fase filtrados se analizaron en detalle. Las visualizaciones del campo de flujo promediado en fase revelan una supresión periódica de la separación laminar del lado de succión aguas abajo del perfil aerodinámico incluso para el generador de estela de barra más pequeño. El vórtice de paso está completamente suprimido para la etapa de reacción del 50% y para el generador de estela de barra más grande. Además, los datos promediados en fase para la etapa de reacción del 50% revelan una nueva estructura de flujo longitudinal que se remonta a la vorticidad de la estela cerca de la pared. Esta estructura de flujo falta en los casos de generador de estela de barra.

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