Анализ флаттера лопаток и их вынужденной реакции

Поскольку процесс оптимизации формы лопаток в турбомашиностроении продолжается дальше, то необходим более детальный анализ для создания дополнительных улучшений. После моделирования течения с учетом все большей геометрической области и нестационарности процесса течения, более важным становится анализ взаимодействия между текучей средой и конструкцией. Теоретически ANSYS предлагает это реализовать с помощью двустороннего взаимодействия текучей среды и конструкции (2 way FSI), но на практике временные масштабы, затрачиваемые на расчет, делают решение такой задачи труднодостижимым.

ANSYS предлагает альтернативные методы в решении ключевых задач: анализ флаттера лопаток (изменение во времени аэродинамических нагрузок вызывает или подавляет колебания лопаток) и анализ их вынужденной реакции (отклика) (включающий эффект от изменения во времени аэродинамических нагрузок в модальном анализе). Процесс и последовательность действий для обоих случаев была упрощена и улучшена путем устранения различных пользовательских манипуляций на промежуточных шагах, которые могли быть трудными в практической реализации и быть источником различных ошибок. Оба вида анализа используют расширенные возможности методов нестационарных лопаточных венцов, доступных в ANSYS CFX для значительного сокращения вычислительных мощностей, связанных с необходимостью прогнозирования нестационарного поведения течения. Итог состоит в том, что оба вида анализа могут быть выполнены, требуя лишь часть вычислительных мощностей, которые требовались ранее.

ANSYS 15.0 расширяет и улучшает возможность практически оценить взаимодействие текучей среды и конструкции на лопаточных компонентах турбомашин, учитывая исследование вынужденной реакции (отклика), а также анализ флаттера лопаток. Вынужденная реакция (отклик) позволяет пользователям напрямую экспортировать переменную во времени нагрузку, определенную в нестационарном расчете в таком виде, чтобы сразу приложить ее, как нагрузку в модальном анализе ANSYS Mechanical. Анализ флаттера лопаток дает возможность вычислить и контролировать аэроупругое демпфирование, а также оценить тенденцию лопаточного флаттера.