Расчетно-экспериментальное исследование аэродинамических характеристик биротативного вентилятора с использованием различных программных комплексов

Выполнен расчет аэродинамических характеристик биротативного закапотированного вентилятора CRTF2A с использованием программных комплексов NUMECA FINE TURBO, ANSYS CFX и кода ЦИАМ 3D--IMP--MULTI. При моделировании турбулентного течения использовался RANS-подход. Проведен трехмерный расчет с замыканием осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье --- Стокса различными моделями турбулентности на режимах относительной частоты вращения n = 1 и 0,9. В программных комплексах использованы следующие модели турбулентности: k--ε (ANSYS CFX, 3D--IMP--MULTI), k--ε (ANSYS CFX, NUMECA FINE TURBO, 3D--IMP--MULTI), SST (NUMECA FINE TURBO, ANSYS CFX, 3D--IMP--MULTI). Построены напорные характеристики для каждого программного комплекса и выявлены основные отличия. Построены графики распределения адиабатического коэффициента полезного действия и степени повышения полного давления по высоте для первого и второго роторов для точек максимума КПД на обоих режимах для ANSYS CFX, NUMECA FINE TURBO и 3D--IMP--MULTI

Литература

[1] Волков К.Н., Емельянов В.Н. Течение и теплообмен в каналах и вращающихся полостях. М., Физматлит, 2010.

[2] Mileshin V.I., Pankov S.V., Fateev V.A., et al. Ducted counter-rotating fan blades optimization based on 3D inverse problem solution aiming at fan gasdynamics improvement. Proc. ISABE Int. Conf., Montreal, Canada, 2009, no. ISABE-2009-1334.

[3] Launder B.E., Spalding D.B. Lectures in mathematical models of turbulence. Academic Press, 1972.

[4] Wilcox D.C. Turbulence modeling for CFD. DCW Industries Inc., 1998.

[5] Menter F.R. Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications. AIAA Journal, 1994, vol. 32, no. 8, pp. 1598–1605. DOI: 10.2514/3.12149

[6] Jameson A. Time dependent calculations using multigrid, with applications to unsteady flows past airfoils and wings. 10th Computational Fluid Dynamics Conf., 1991, no. AIAA-91-1596. DOI: 10.2514/6.1991-1596

[7] Barth T.J., Jesperson D.C. The design and application of upwind schemes on unstructured meshes. 27th Aerospace Sciences Meeting, 1989, no. AIAA-89-0366. DOI: 10.2514/6.1989-366

[8] Годунов С.К., Забродин А.В., Иванов М.Я. и др. Численное решение многомерных задач газовой динамики. М., Наука, 1976.

[9] Gouskov O.V., Kopchenov V.I., Nikiforov D.A. Flow numerical simulation in the propulsion elements of aviation space system within full Navier - Stokes equations. Proc. Int. Conf. Methods of Aerophysical Research. Vol. I. Novosibirsk, 1994, pp. 104–109.