Автореферат (Моделирование характеристик воздушных уплотнений ГТД методами вычислительной газовой динамики), страница 3

13. Схема приложения силВ соответствии со схемой на рисунке 13, сила, действующая вуплотнении, была разделена на консервативную и неконсервативнуюсоставляющую. Результат расчета приведён на рисунке 14.Рис. 14. Расчётные и экспериментальные значения сил: сплошные точки — эксперимент,по распределению давлений, пустые — взвешивание ротора, линии – расчетНаличие отработанной математической модели позволило провестиэксперимент по изменению направления вращения ротора на противоположное.При этом, при частоте 3000 об/мин, изменение неконсервативнойсоставляющей силы (Sн) составило -8,6%, а консервативной составляющей(Sк) на +22%, что связано с изменением закрутки потока на входе висследуемую область.16Шестая глава посвящена практическому применению разработанныхметодических руководств и рассматривает расчёт характеристик уплотненияавиационного двигателя. В качестве объекта исследования было выбраноуплотнение думисной полости КВД, рассчитаны расходные и динамическиехарактеристики уплотнения, определены давления в полостях.

Полученныйрасчётный расход сравнивался с расходом, рассчитанным с использованиемэмпирических коэффициентов.ЗАКЛЮЧЕНИЕВрезультатепроведенныхисследованийразработанметодмоделирования и расчёта параметров уплотнений с помощью пакетавычислительной газовой динамики ANSYS CFX. Основные рекомендации,относящиеся к методикам построения сеток, определения параметров решателя,могут быть применены к задачам расчёта уплотнений различных типов,включая перспективные. В ходе работы была решена научно–техническаязадача разработки математической модели лабиринтного уплотнения дляполучения его динамических характеристик.

Был проведен расчетгидравлических и динамических характеристик уплотнения, определены поляпараметров давления и температуры, определены значения действующих науплотнение сил.К основным выводам работы можно отнести следующие:1.Разработана методика получения гидравлических характеристикуплотнений. Впервые в отечественной практике выполнено трёхмерноемоделирование стендового лабиринтного воздушного уплотнения. В результатебыли получены распределения давления по поверхности вращающейся стенки.Полученные на основе расчётного поля статического давления проекцииаэродинамической силы хорошо согласуются с экспериментальными данными.2.Разработана методика моделирования работы уплотнения сэксцентриситетом и прецессией ротора в стационарном и нестационарномрежиме, даны рекомендации по подготовке моделей, минимальнымтребованиям к сеточным моделям, выбору моделей турбулентности.3.Осуществлена экспериментальная проверка методики расчетахарактеристик уплотнений на основе имеющихся экспериментальных данных ипо результатам эксперимента, проведенного на динамическом стенде.4.Исследовано современное состояние применения методоввычислительной газовой динамики к расчету воздушных уплотнений.Показано, что коммерческий пакет ANSYS CFX может быть успешноиспользован для расчёта гидравлических и динамических характеристик.Физические модели, заложенные в данный пакет, адекватно отражают реальныепроцессы, протекающие в уплотнении в процессе его работы.5.Применение разработанной методики на практике, в частности прирасчёте уплотнения думисной полости КВД изд.

99 на предприятии НТЦ им. А.Люльки, показало не только хорошее соответствие с методиками, основанными17на эмпирических коэффициентах, но и позволило получить расширенныеданные о параметрах потока в уплотнении, которые ранее могли бытьопределены только при проведении специальных испытаний.6.Использование данной методики в совокупности с программами порасчету динамики и прочности позволит определять границы устойчивойработы роторной системы и решать задачи устойчивости для объектаисследования.ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ1.Брыкин Б.В., Леонтьев М.К., Определение аэродинамическихциркуляционных сил в воздушных лабиринтных уплотнениях // Электронныйжурнал «Труды МАИ».

– 2011, № 43. – http://www.mai.ru/science/trudy/(30.03.11).2.Брыкин Б.В., Евдокимов И.Е., Численное моделирование экспериментапо исследованию течения в лабиринтном уплотнении // Электронный журнал«Труды МАИ». – 2012, № 61. – http://www.mai.ru/science/trudy/ (24.12.12).3.Брыкин Б.В., Леонтьев М.К., Определение аэродинамическихциркуляционных сил в воздушных лабиринтных уплотнениях, 9-яМеждународная конференция «Авиация и космонавтика – 2010», 16-18 ноября2012 г., Москва. Тезисы докладов. - Спб.: Мастерская печати, 2010. С. 178.4.Брыкин Б.В., Евдокимов И.Е., Леонтьев М.К., Численное моделированиеработы лабиринтного уплотнения в стационарной и нестационарнойпостановке,V Всероссийская научно-техническая конференция молодыхспециалистов.

Материалы конференции: Уфимск. моторостр. произв.объединении. – Уфа, УМПО 2011. – C. 113.5.Брыкин Б.В., Евдокимов И.Е., Численное моделирование экспериментапо исследованию течения в лабиринтном уплотнении, 11-я Международнаяконференция «Авиация и космонавтика – 2012», 13-15 ноября 2012 г., Москва.Тезисы докладов. - М.: МАИ, 2012. C.

156.18.