Stability boundary investigation via the harmonic balance method on a transonic axial compressor
Bir transonik eksenel kompresörde stabilite sınırının harmonik denge metoduyla incelenmesi
- Tez No: 868735
- Danışmanlar: DOÇ. DR. UTKU ŞENTÜRK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Mechanical Engineering, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Eksenel akışlı kompresör, Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD), Zamanla değişen aerodinamik, Axial flow compressor, Computational fluid dynamics (HAD), Unsteady aerodynamics
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
NASA Stage 37 kompresörü stabilite sınırı yakınında incelenmiştir. Çalışmada, ikincil akışlara odaklanılmıştır. Günümüz mühendislik uygulamalarının bel kemiği olan daimi akış ve mixing-plane arayüzü (DMP) ve daimi olmayan bütün annulus (DOBA) yaklaşımlarının arasında kalan Harmonik Denge Metodu (HDM) ve stabilite sınırı yakınındaki etkinliği incelenmiştir. DMP'de gözardı edilen rotor-stator (R-S) etkileşimleri, DOBA ve HDM'de ihmal edilmemektedir. R-S etkileşimlerinin ikincil akışlar ve stabilite üzerindeki etkileri, ve HBM'nin DOBA'ya göre hesaplama maliyeti avantajı tezin motivasyonlarını oluşturmaktadır. Öncelikli olarak kompresörün %70 span konumundaki bir akım tüpü incelenmiştir. Arayüz entropi profilleri tepe değerleri incelendiğinde, üç harmonikle %10 seviyelerinde sapma gerçekleşirken beş harmonikle bu değer %3'e inmektedir. Tepe değerleri arasında oluşan fiziksel olmayan salınımlar da artan harmonik sayısıyla genliklerini kaybetmektedirler. Ana bölümde ise kompresörün stabilite sınırı yakınında DMP ile ağdan bağımsızlık ve validasyon çalışmaları yapılmıştır. Validasyonda verim farkı +0.2 puan olarak bulunmuştur. Hesaplamalarda atmosferik sınır koşulu yaklaşımı kullanılmıştır. Hem tasarım hızında, Nc,rel=1.00, hem de kısmi hızda, Nc,rel=0.60, incelemeler yapılmıştır. HDM'nin etkinliği DMP ve DOBA ile karşılaştırılarak irdelenmiştir. HDM'nin tasarım hızında uygulanabilir olduğu görülürken, kısmi hızda ise limitasyonları görül-müştür. Ek olarak, HDM'nin bellek kullanımının harmonik sayısıyla birlikte üstel arttığı görülmüştür. Üç harmoniğin optimum olduğu, duruma göre beş harmoniğe kadar hesaplamaların uygulanabilir olduğu görülmüştür. Beş harmoniğin yetersiz olduğu durumlarda DOBA yönteminin değerlendirilmesi önerilmektedir.
Özet (Çeviri)
The NASA Stage 37 compressor was investigated near the stability boundary conditions. Secondary flows that are highly linked to the stability behavior of the compressors are brought into focus. The Harmonic Balance Method (HBM), which lies between today's engineering workhorse Steady-state Mixing-Plane (SMP) and Unsteady Full Wheel/Annulus (UFW) approaches, was investigated near the stability boundary. Unlike SMP, the rotor-stator (R-S) interactions are not omitted in HBM and UFW. The main motivations of this thesis are the importance of the effect of R-S interactions on secondary flows and stability, and the computational effectiveness of HBM over UFW. Primarily, the 70% span streamtube of the compressor was investigated. When the interface entropy profile peaks were examined, the three-harmonic computation exhibited a 10% R-S difference, whereas the five-harmonic computation exhibited only a 3% difference. Moreover, the unphysical fluctuations between the peaks were reduced in amplitude with an increasing harmonic number. In the main section, mesh independence and validation studies are executed on the compressor near the stability boundary with the SMP. The validation study showed a discrepancy of +0.2% in efficiency. The atmospheric boundary condition approach was employed in these computations. The compressor was investigated at the design speed, Nc,rel=1.00, and at part speed, Nc,rel=0.60. The efficacy of HBM was scrutinized by comparing it to SMP and UFW. The applicability of the HBM near the design speed stability boundary was determined, whereas its limitations were observed near the part-speed conditions. Furthermore, the memory consumption of the HBM was observed to increase exponentially with an increasing harmonic number. Three-harmonic computation was found to be optimum, whereas computation of up to five harmonics could still be used. In situations where five-harmonic computation is not sufficient, it is suggested to consider moving to UFW computations.
Benzer Tezler
- 1,3-difenil-4,5-bis(hidroksiimino)-imidazolidin ve Ni(II), Cu(II), Pd(II), UO2(VI) komplekslerinin sentezi
Başlık çevirisi yok
VEFA AHSEN
Doktora
Türkçe
1984
Kimya MühendisliğiUludağ ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZER BEKAROĞLU
- Adana ili, turunçgil toptan fiyatlarının analizi
Başlık çevirisi yok
USULET ÖZTUNÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
ZiraatÇukurova ÜniversitesiTarım Ekonomisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OĞUZ YURDAKUL
- Effect of chymotrypsin on M1 type pyruvate kinase from rabbit muscle and L-type from sheep liver
Başlık çevirisi yok
NİLAY BAŞARAN
Yüksek Lisans
İngilizce
1987
BiyokimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyokimya Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MERAL YÜCEL
- Kısa zincirli bazı alkil aromatik hidrokarbonların yüzey aktif madde olarak kullanım alanlarının incelenmesi
Performance of short-chain alkyl aromatic sulphonates in light duty foaming detersents
BİKEM ÖVEZ