|
|
NAUČNOTEHNIČKE INFORMACIJE Vojnotehnički institut Beograd |
||||
|
ćirilica |
eglish |
francia |
|||
|
|
PRILOG NUMERIČKOM PRORAČUNU I OPTIMIZACIJI OBRTNIH UZGONSKIH POVRŠINA
Jelena Svorcan
Izvod: Predmet naučnotehničke informacije su: najčešće primenjivani različiti pristupi modelovanju opstrujavanja obrtnih uzgonskih površina (rotora), realizacija proračunskih modela različite tačnosti i složenosti, a konačno i moguće optimizacije relevantnih geometrijskih i strukturalnih parametara razmatranih površina. Pri tome su proračunski pristupi podelјeni u tri kategorije: i) 1D modele zasnovane na zakonu održanja količine kretanja duž strujne cevi (BEMT), ii) vrtložne modele i iii) modele proračunske mehanike fluida (CFD) i razmotrene su specifičnosti, prednosti i mane svakog modela. U zavisnosti od polaznih pretpostavki i kompleksnosti razmatranih pristupa, fluid je smatran idealnim ili realnim (viskoznim), strujanje je ravansko ili prostorno, i uglavnom u potpunosti turbulentno. Obrađeni primeri obuhvataju opstrujavanje aeroprofila i strujanje u linearnoj kaskadi (kompresora i turbina), opstrujavanje helikopterskih lopatica, elisa, rotora vetroturbina sa horizontalnom ili vertikalnom osom obrtanja. Kako je u pitanju opsežna tema istraživanja, detalјno obrađena u brojnim prethodno objavlјenim publikacijama, u ovoj naučnotehničkoj informaciji prvenstveno je stavlјen naglasak na: realizaciju pojednostavlјenih ali ujedno i pobolјšanih proračunskih algoritama (sa prikazom kodova gde je moguće), davanje praktičnih saveta za rešavanje realnog inženjerskog problema kao što je opstrujavanje rotora prisutno u mnogim granama industrije, kao i na uporednu analizu rezultata dobijenih različitim proračunskim modelima sa dostupnim eksperimentalnim. Prvenstveno su razmatrane proračunate vrednosti obrtnog momenta (i mehaničke snage), vučne sile, aerodinamički koeficijenti, lokalne raspodele veličina strujnog polјa po lopatici i disku rotora, strujno polјe oko i iza rotora, i sl. Potom su verifikovani modeli dodatno prošireni i prilagođeni za dalјu primenu kao što je problem optimizacije koji podrazumeva automatizovano ponavlјanje velikog broja proračuna nad parametrizovanim modelima. Implementirane su relativno nove, ali veoma popularne stohastičke, evolutivne metode optimizacije kao što su genetski algoritam i optimizacija rojem čestica. Prikazane su i moguće metodologije multidisciplinarne višekriterijumske optimizacije rotirajućih uzgonskih površina.
Klјučne reči: opstrujavanje rotora; numerička simulacija; lopatice helikoptera; elise; lopatice vetroturbina; RANS turbulentni modeli; aerodinamički koeficijenti; optimizacija.
|
