Геометричне моделювання елементів проточних частин двопоточних турбін - Автореферат

Застосування досягнень цих галузей науки до геометричного моделювання ЛА турбін двопоточного типу дозволило визначити додаткові резерви поліпшення їх ефективних показників. Це позитивно впливає на якість розвязання геометричних задач, зокрема тих, які повязані з геометричним моделюванням аеродинамічних обводів і поверхонь. Стосовно до ДТ це дозволяє перейти від розгляду окремих задач профілювання їх ЛА до геометричного моделювання всієї проточної частини. Застосування обчислювальної техніки до розвязання задач геометричного моделювання проточних частин ДТ у кінцевому підсумку сприяє створенню систем автоматизованого проектування (САПР). Геометричне моделювання проточних частин ДТ здійснюється із застосуванням СФ на базі експоненціальних функцій, алгоритму Анселона-Лорана для аналітичного відображення аеродинамічних обводів профілів, бікубічних функцій для подання робочих поверхонь лопаток статора і ротора.У вступі обґрунтована актуальність теми, якій присвячена дисертаційна робота, визначена мета, основні задачі дослідження, зазначено звязок роботи з науковими програмами. У першому розділі наведені характеристики обєкту дослідження - елементів проточних частин ДТ, а також виконано огляд існуючих літературних джерел, який дозволив зробити висновок щодо актуальності й новизни досліджень. Вивчення літературних джерел, в яких висвітлені різноманітні питання профілювання рухомих і нерухомих елементів проточних частин турбін осьового, радіального і радіально-осьового типів, дозволило вибрати обєкт дослідження - проточні частини ДТ, та визначити коло питань щодо геометричного моделювання їх ЛА, зясування шляхів подальшого удосконалення геометричних характеристик аеродинамічних обводів і поверхонь ЛА на базі сучасних досягнень прикладної геометрії та компютерної графіки. Аналіз літературних джерел, в яких викладені сучасні досягнення прикладної, аналітичної та обчислювальної геометрії, компютерної графіки, дозволив визначити основні методи та підходи до геометричного моделювання кривих і поверхонь, що застосовуються при конструюванні обєктів складної геометричної форми, які можуть бути застосовані при геометричному моделюванні проточних частин турбін двопоточного типу. Визначені напрямки дослідження, які звязані з розробкою методів, алгоритмів і програм геометричного моделювання на ПЕОМ елементів проточних частин ДТ, перший ступінь яких має радіально-осьове оформлення РК, а наступні ступені - осьове.Профілювання лопаток РК полягає у визначенні форми профілів при заданому меридіональному перерізі колеса, тому перш ніж виконувати профілювання лопаток, необхідно побудувати меридіональний переріз проточної частини ДРОС. Аналітичні вирази для кривих, що описують меридіональні обводи РК ДРОС з центральним роздільником потоку напіввідкритого типу та ДРОС з МРК (рис.3), будемо визначати кривою в параметричному вигляді: (1) де a, b - велика та мала півосі кривої; Рівняння кривої перетвориться в рівняння еліпсу, де невідомі коефіцієнти для кривої, що описує зовнішній обвід, будуть знаходитись за допомогою наступних виразів: Для обчислення коефіцієнтів p і q, що визначають степінь кривої, застосована ітераційна схема, в якій шляхом послідовних наближень зменшуються невязки до заданої похибки обчислень. Геометричне моделювання меридіонального перерізу ДРОС з центральним роздільником потоку відкритого типу проводиться за аналогічною схемою, але з урахуванням деяких особливостей розміщення їх ліній току та квазіортогоналей. Координати характерних точок обводів профілю лопатки, до яких відносяться початкові та кінцеві точки кривих та точки, що знаходяться у горлі каналу, знаходяться в локальній системі координат x0y (рис.6).В результаті проведених досліджень досягнута основна мета роботи - розроблено ГМ лопатних апаратів ДРОС і ОС, які формують проточні частини ДТ. Вперше запропоновані методи і розроблені алгоритми геометричного моделювання обводів меридіонального перерізу і профілів лопаток РК ДРОС різного конструктивного оформлення (з центральним розподільником потоку відкритого та напіввідкритого типу, меандроподібних коліс) із застосуванням параметричних функцій, які дозволяють керувати формою обводів, генерувати та візуалізовувати меридіональні перерізи РК ДРОС у широкому діапазоні варіювання параметрів, які визначають їх проточну частину. Запропоновано метод геометричного моделювання обвідних вхідних та вихідних кромок профілю лопатки ОТ, а також лінії розташування центрів кіл вхідної і вихідної кромок. Проведений обчислювальний експеримент та попередній аналіз аеродинамічної якості профілів лопаток РК, побудованих із застосуванням методів геометричного моделювання, підтвердили плідність та працездатність запропонованих підходів до аналітичного подання ЛА проточної частини ДТ, до складу якої входять ДРОС та осьові ступені. Це дозволило обєднати геометричні та газодинамічні розрахунки в єдиний обчислювальний процес і наочно продемонструвати вплив геометричних параметрів проточних частин ОТ на розподіл швидкостей течії в реші

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ