3 / 10
92
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». 2016. № 3
Проанализировав результаты, выявили, что на погрешность оказы-
вает влияние качество сетки [1], т. е. число ячеек: чем грубее сетка, тем
больше погрешность и, возможно, ниже точность расчета. Максималь-
ное расхождение частот собственных колебаний наблюдается у рабо-
чей лопатки восьмой ступени, погрешность равна 7,59 %, при этом
максимально допустимое отклонение расчетных от эксперименталь-
ных данных не должно превышать 8 %. Таким образом, результаты
расчетов находятся в пределах допустимой погрешности.
На данном этапе было определено оптимальное число ячеек сетки.
Поскольку трехмерные модели требуют значительных ресурсов ЭВМ,
то качество расчетной сетки часто бывает недостаточно высоким. Ис-
ходя из этого необходимо установить оптимальный размер ячеек сет-
ки, обеспечивающий минимальное время решения задачи и макси-
мальную точность результата.
Для определения оптимального числа ячеек сетки было проведено
шесть расчетов, общее число элементов изменялось в диапазоне
(250… 1000)
· 10
3
. На зубчиках хвостовика и галтели размер ячеек сетки
изменялся в диапазоне (0,1…0,5) · 10
–3
м, размер ячеек сетки на лопатке
равен (0,3…1) · 10
–3
м.
В результате расчетов было выявлено, что оптимальное число эле-
ментов равно 500…550 тыс. ячеек и вычисления занимают не более
30 мин при достаточной точности.
Параметры модели.
Построение геометрии лопаточного аппарата
осевого компрессора выполняли по специально разработанной дву-
мерной методике профилирования. В собственном программном коде
осуществляли расчет термодинамических и кинематических парамет-
ров потока на входе и выходе из каждого лопаточного венца на семи
сечениях по высоте проточной части компрессора, а также проводили
построение лопаточного аппарата с использованием стандартного рас-
пределения толщины NACA 65 с дальнейшим получением трехмерной
модели пера лопатки.
На основе чертежей завода-изготовителя были построены 3D-мо-
дели хвостовиков лопаточного аппарата. Хвостовик и перо лопатки
были объединены в единую деталь в режиме сборки.
Материал лопатки — ЭИ-961Ш. В расчетной модели данный мате-
риал задавался в табличной форме через значения плотности, модуля
Юнга, коэффициента Пуассона.
Общее число ячеек в расчетной модели составляло 500…550 тыс.
В настоящей работе приняты следующие характеристики сетки: размер
ячейки 0,5 мм; минимальная длина кромки ячейки / грани 0,2183 мм.
Особое внимание было уделено построению сетки на галтели и
зубчиках хвостовика, поскольку они имеют малые размеры по сравне-
нию с остальными элементами лопаток. На этих участках выполнены
ячейки размерами 0,3 мм (рис. 1). Остальные параметры сетки были
выбраны по умолчанию.