9 / 14
Погрешность полученных результатов на концевых участках ха-
рактеристики (см. рис. 2,
а
) составила
σ
= 2
,
67
. . .
6
,
62
%, а в средней
части
σ
= 2
,
53
. . .
5
,
73
%.
Из рис. 2,
а
следует, что характеристики ступени, рассчитанной по
(SSTGTM)-модели и числом ячеек 250 000 и 500 000 имеют более
продолжительные линии в области высоких давлений по сравнению с
моделью ступени с 750 000 элементов.
Зависимость КПД от расхода воздуха видна из формулы (3). Для
этой модели время расчета одной линии режима длится от 2 ч на мак-
симальном количестве ячеек 750 000.
Анализ графика
ψ
−
ϕ
.
Для более точной верификации исследу-
емых конфигураций расчетных моделей использовался график
ψ
−
ϕ
(см. рис. 2,
б
). Из этого графика следует, что все линии режимов рас-
полагаются вблизи экспериментальной характеристики.
Модель турбулентности
k
−
ε
.
Характеристики ступени с (
k
−
ε
)-
моделью находятся выше экспериментальной и наименьшее расхожде-
ние результатов наблюдается в средней части графика. С увеличением
количества ячеек линии режимов отдаляются от экспериментальной
характеристики. При достижении 500 000 ячеек на венец дальнейше-
го смещения характеристики не происходит. Расхождение результатов
расчетов с (
k
−
ε
)-моделью и экспериментальных данных на конце-
вых участках характеристики можно объяснить поздним определени-
ем срывных течений при такой постановке.
Модель турбулентности SST
. Для такой модели турбулентности
можно сделать вывод, что при количестве ячеек до 500 000 получить
удовлетворительные результаты не представляется возможным, так
как при большом размере ячеек вблизи поверхности лопатки невоз-
можно выполнить требования качества сетки.
На рис. 2,
б
характеристики ступеней при использовании модели
SST с 750 000 и 1 000 000 ячеек практически накладываются друг на
друга и располагаются ниже экспериментальной характеристики. В
отличие от (
k
−
ε
)-модели SST-модель более точно описывает характе-
ристику течения на концевых участках изодромы. Из рис. 2,
б
следует,
что вблизи концевых участков линия имеет более изогнутый характер,
который повторяет изгиб экспериментальной характеристики.
Модель турбулентности SST GTM
. На рис. 2,
б
видно, что до
500 000 элементов получить удовлетворительные результаты не пред-
ставляется возможным, с 500 000 элементов линия рабочего режима
наиболее приближена к экспериментальной характеристике и повто-
ряет ее характер на концевых областях графика. Характеристика с
750 000 ячеек дает результаты, которые имеют большее расхождение с
экспериментальными, чем характеристика с 500 000 ячеек. Это связа-
но с возросшими ошибками в сетке на входных и выходных кромках
профиля лопаток.
62 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2016. № 1