کمپرسور جریان محوری (روتور NASA 37)، شبیه سازی با انسیس فلوئنت

توضیحات

شرح پروژه کمپرسور جریان محوری

در این پروژه، به شبیه سازی کمپرسور جریان محوری (روتور NASA 37) با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) پرداخته ایم.

مدل حاضر شامل یک سری پره برای یک کمپرسور جریان محوری است که به محور مرکزی در یک ناحیه استوانه‌ای متصل است. برای ساده سازی مدل شبیه سازی، تنها یک ردیف از پره های دوار روی روتور مرکزی کمپرسور کشیده شده است. تیغه ها حول محور مرکزی با سرعت چرخش 14043 دور در دقیقه می چرخند. علاوه بر این، دبی جرمی هوای عبوری از کمپرسور 33.25 کیلوگرم بر ثانیه است.

هدف از این پروژه بررسی رفتار جریان هوا و توزیع فشار در اطراف پره ها پس از فشرده سازی توسط کمپرسور می باشد.

هندسه سه بعدی این پروژه توسط نرم افزار Solidworks طراحی شده است و بعد برای ایجاد تغییرات در نرم افزار ANSYS Design Modeler وارد شده است. مش بندی این هندسه را با نرم افزار ANSYS Meshing انجام دادیم. نوع مش بدون ساختار بوده و تعداد سلول های محاسباتی 278162 سلول می باشد.

روش های استفاده شده

از حلگر مبتنی بر چگالی (Density-Based Solver) به علت تراکم پذیری جریان استفاده کرده ایم.

از تکنیک Frame Motion با سرعت چرخشی ذکر شده برای شبیه سازی جریان هوا در فضای اطراف پره های کمپرسور استفاده کرده ایم. یعنی تیغه ها ثابت فرض شدند و هوای اطراف آن ها دارای سرعت چرخشی برابر با سرعت چرخش روتور کمپرسور می باشد. همچنین برای دیوار تیغه کمپرسور، از شرایط مرزی دیوار متحرک با سرعت چرخش صفر نسبت به محیط اطراف استفاده شده است.

نتایج شبیه سازی کمپرسور جریان محوری

پس از فرآیند حل، کانتورهای دو بعدی و سه بعدی مربوط به فشار، دما، سرعت و چگالی و همچنین خطوط مسیر دو بعدی و سه بعدی و بردارهای سرعت در منطقه برای جریان هوا در اطراف تیغه های کمپرسور خطوط و خطوط دو بعدی را در قسمت YZ عمود بر جهت محور کمپرسور و در موقعیت گذرگاهی که از وسط پره ها می گذرد به دست آمده اند. همچنین ضرایب فشار، دما و انتقال حرارت را بر روی بدنه پره های کمپرسور ارائه کرده ایم.