An implicit numerical scheme for gas flow simulation in cascade of vibrating airfoils
An implicit numerical scheme for unsteady gas-dynamic processes in cascades of vibrating turbine airfoils is presented. The scheme is second-order accurate in time and space and based on modified second-order Godunov’s scheme. Proposed scheme is suitable for upgrading existing explicit unsteady flow...
Збережено в:
| Дата: | 2015 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України
2015
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://journals.uran.ua/jme/article/view/57505 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Energy Technologies & Resource Saving |
Репозитарії
Energy Technologies & Resource Saving| id |
oai:ojs.journals.uran.ua:article-57505 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| spelling |
oai:ojs.journals.uran.ua:article-575052015-12-31T00:36:39Z An implicit numerical scheme for gas flow simulation in cascade of vibrating airfoils Неявная численная схема моделирования течения газа в решетке колеблющихся профилей Быков, Ю. А. Гнесин, Виталий Исаевич numerical simulation turbine cascade aeroelasticity численное моделирование решетка турбины аэроупругость УДК 621.625 621.438 чисельне моделювання решітка турбіни аеропружність An implicit numerical scheme for unsteady gas-dynamic processes in cascades of vibrating turbine airfoils is presented. The scheme is second-order accurate in time and space and based on modified second-order Godunov’s scheme. Proposed scheme is suitable for upgrading existing explicit unsteady flow solvers. The algorithm is developed for unstructured grids usage and utilizes iterative numerical methods for the implicit procedure. A numerical simulation of flow in cascade of 4th standard configuration turbine airfoils is performed. Movement of the airfoils is defined as bending with given frequency and amplitude, inter-blade phase shift is set to zero. In the simulation different time steps are used on purpose to estimate an influence of step value on result accuracy. Conclusion about optimal values for time step is obtained. Estimation of possibility of application of implicit schemes to similar aeroelastic problems is performed. Conclusions about computational effectiveness of exploited scheme are obtained. Предложена неявная численная схема моделирования нестационарных газодинамических процессов в решетках турбомашин с колеблющимися профилями. Схема имеет второй порядок точности по времени и пространству и основана на модифицированной схеме Годунова второго порядка. Предлагаемая схема подходит для модернизации существующих явных алгоритмов моделирования нестационарных течений. Алгоритм разработан для применения неструктурных сеток и использует итерационные численные методы для выполнения неявного шага. Проведено численное моделирование течения в решетке колеблющихся турбинных профилей 4-й стандартной конфигурации. Колебания профилей задавались изгибными с заданной частотой и амплитудой, с нулевым сдвигом фазы между профилями. Численное моделирование выполнялось с различными шагами по времени с целью оценки влияния величины шага на точность получаемых результатов. Получен вывод об оптимальных значениях шага по времени. Проведена оценка применимости неявной схемы для подобных задач аэроупругости. Получены выводы относительно вычислительной эффективности применяемой схемы. Запропоновано неявну чисельну схему моделювання нестаціонарних газодинамічних процесів в решітках турбомашин з коливними профілями. Схема має другий порядок точності за часом та простором і ґрунтується на модифікованій схемі Годунова другого порядку. Алгоритм розроблено для застосування неструктурних сіток з використанням ітераційних чисельних методів для виконання неявного кроку. Проведено чисельне моделювання течії в решітці турбінних профілів з різними кроками за часом з метою оцінки застосовності неявних схем для задач аеропружності. Отримані висновки відносно ефективності застосованої схеми. Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України 2015-12-31 Article Article application/pdf https://journals.uran.ua/jme/article/view/57505 Journal of Mechanical Engineering; Vol. 18 No. 4/1 (2015); 26-29 Проблемы машиностроения; Том 18 № 4/1 (2015); 26-29 Проблеми машинобудування; Том 18 № 4/1 (2015); 26-29 2709-2992 2709-2984 ru https://journals.uran.ua/jme/article/view/57505/53810 Copyright (c) 2015 Виталий Исаевич Гнесин, Ю. А. Быков https://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0 |
| institution |
Energy Technologies & Resource Saving |
| collection |
OJS |
| language |
Russian |
| topic |
numerical simulation turbine cascade aeroelasticity численное моделирование решетка турбины аэроупругость УДК 621.625 621.438 чисельне моделювання решітка турбіни аеропружність |
| spellingShingle |
numerical simulation turbine cascade aeroelasticity численное моделирование решетка турбины аэроупругость УДК 621.625 621.438 чисельне моделювання решітка турбіни аеропружність Быков, Ю. А. Гнесин, Виталий Исаевич An implicit numerical scheme for gas flow simulation in cascade of vibrating airfoils |
| topic_facet |
numerical simulation turbine cascade aeroelasticity численное моделирование решетка турбины аэроупругость УДК 621.625 621.438 чисельне моделювання решітка турбіни аеропружність |
| format |
Article |
| author |
Быков, Ю. А. Гнесин, Виталий Исаевич |
| author_facet |
Быков, Ю. А. Гнесин, Виталий Исаевич |
| author_sort |
Быков, Ю. А. |
| title |
An implicit numerical scheme for gas flow simulation in cascade of vibrating airfoils |
| title_short |
An implicit numerical scheme for gas flow simulation in cascade of vibrating airfoils |
| title_full |
An implicit numerical scheme for gas flow simulation in cascade of vibrating airfoils |
| title_fullStr |
An implicit numerical scheme for gas flow simulation in cascade of vibrating airfoils |
| title_full_unstemmed |
An implicit numerical scheme for gas flow simulation in cascade of vibrating airfoils |
| title_sort |
implicit numerical scheme for gas flow simulation in cascade of vibrating airfoils |
| title_alt |
Неявная численная схема моделирования течения газа в решетке колеблющихся профилей |
| description |
An implicit numerical scheme for unsteady gas-dynamic processes in cascades of vibrating turbine airfoils is presented. The scheme is second-order accurate in time and space and based on modified second-order Godunov’s scheme. Proposed scheme is suitable for upgrading existing explicit unsteady flow solvers. The algorithm is developed for unstructured grids usage and utilizes iterative numerical methods for the implicit procedure. A numerical simulation of flow in cascade of 4th standard configuration turbine airfoils is performed. Movement of the airfoils is defined as bending with given frequency and amplitude, inter-blade phase shift is set to zero. In the simulation different time steps are used on purpose to estimate an influence of step value on result accuracy. Conclusion about optimal values for time step is obtained. Estimation of possibility of application of implicit schemes to similar aeroelastic problems is performed. Conclusions about computational effectiveness of exploited scheme are obtained. |
| publisher |
Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України |
| publishDate |
2015 |
| url |
https://journals.uran.ua/jme/article/view/57505 |
| work_keys_str_mv |
AT bykovûa animplicitnumericalschemeforgasflowsimulationincascadeofvibratingairfoils AT gnesinvitalijisaevič animplicitnumericalschemeforgasflowsimulationincascadeofvibratingairfoils AT bykovûa neâvnaâčislennaâshemamodelirovaniâtečeniâgazavrešetkekoleblûŝihsâprofilej AT gnesinvitalijisaevič neâvnaâčislennaâshemamodelirovaniâtečeniâgazavrešetkekoleblûŝihsâprofilej AT bykovûa implicitnumericalschemeforgasflowsimulationincascadeofvibratingairfoils AT gnesinvitalijisaevič implicitnumericalschemeforgasflowsimulationincascadeofvibratingairfoils |
| first_indexed |
2024-09-01T17:35:57Z |
| last_indexed |
2024-09-01T17:35:57Z |
| _version_ |
1809016064204341248 |