Resumen

En el presente estudio, se realizó una simulación numérica para investigar la influencia de la rugosidad de la superficie en el rendimiento aerodinámico de un compresor axial de 1,5 etapas altamente cargado a bajo número de Reynolds. Se consideró especialmente cómo el número de Reynolds de la rugosidad (k ) afectaba al cambio de las condiciones de entrada y salida, al crecimiento de la burbuja de separación (LSB), al estado de la línea de corriente límite y a los patrones de la estela. En cuanto a los ajustes de la rugosidad, se estudiaron principalmente cinco magnitudes de rugosidad y cuatro ubicaciones de la misma. Los resultados mostraron que a baja Re, la rugosidad superficial mejoró principalmente el rendimiento de la etapa al reducir la longitud y la anchura de la LSB, así como la vorticidad de la punta del rotor, retrasando la aparición de la separación tridimensional del flujo y aumentando el nivel de turbulencia cerca de la pared. Sin embargo, también agravó en cierta medida la descoordinación entre las etapas posteriores, lo que limitó la mejora del rendimiento aerodinámico global. En general, con el aumento de k, el rendimiento aerodinámico del compresor mejoró y alcanzó el mejor en k =137,8. Los aumentos máximos en la relación de presión total, la eficiencia máxima, y el flujo de masa chocada fueron aproximadamente 4.01%, 5.34%, y 2.24%, respectivamente. Además, para las cuatro ubicaciones de la rugosidad, la rugosidad que cubre desde el borde de ataque hasta el 50% de la longitud de la cuerda axial en la superficie de succión tuvo una ventaja relativamente evidente en la mejora de la eficiencia máxima del compresor debido al mejor control del LSB y el esfuerzo cortante de la pared.

• Materias:Automatización Aerodinámica Motores (Mecánica) Cinemática Ingeniería Aeronáutica
• Subjects:Automation Aerodynamics Engines Kinematics Aeronautical Engineering
• Palabras claves:rendimiento aerodinámico, localización de la rugosidad, rugosidad superficial, lsb, separación dimensional del flujo, rendimiento aerodinámico global, vorticidad de las puntas del rotor, influencia de la superficie, número de reynolds de la rugosidad, relación de presión total
• Keywords:aerodynamic performance, roughness location, surface roughness, lsb, dimensional flow separation, overall aerodynamic performance, rotor tips vorticity, influence of surface, roughness reynolds number, total pressure ratio