Resumen

El diseño de un rotor de ventilador transónico se optimiza mediante cálculos numéricos de las ecuaciones de Navier-Stokes tridimensionales completas. Para la simulación numérica se utiliza el módulo multifísico CFDRC-ACE, que es un solucionador basado en la presión. El código está acoplado a un algoritmo de optimización simplex. El proceso de optimización se inicia a partir de un punto de diseño adecuado obtenido mediante métodos analíticos de baja fidelidad que se basa en correlaciones experimentales para las pérdidas de presión y el ángulo de desviación de las palas. La forma del aspa del ventilador se define por su línea de apilamiento y la forma del perfil aerodinámico, que se consideran los parámetros de optimización. La línea de apilamiento está definida por la inclinación, el barrido y los sesgos, mientras que la forma del perfil del álabe se modifica considerando las distribuciones de espesor y curvatura. La optimización se ha realizado para maximizar la relación de presión total del rotor manteniendo la eficiencia del rotor y el margen de sobretensión por encima de ciertos valores requeridos. Los resultados obtenidos se verifican con los datos experimentales del Rotor 67. Además, los resultados del ventilador optimizado indican que el diseño óptimo se encuentra inclinado en la dirección de rotación y tiene un barrido hacia delante desde el cubo hasta la sección media y hacia atrás hasta la punta. La relación de presiones aumenta de 1,427 a 1,627 a la velocidad y caudal másico de diseño.

• Materias:Máquinas eléctricas Mecánica de fluidos Motores de combustión interna Turbomáquina
• Subjects:Electric machines Fluid mechanics Internal combustion engines Turbomachine
• Palabras claves:línea de apilamiento, relación de presión total del rotor, módulo multifísico ace, forma aerodinámica de los álabes, ángulo de desviación de los álabes, forma de los álabes del ventilador, caudal másico, aumento de la relación de presión, algoritmo de optimización simplex, punto de diseño adecuado
• Keywords:stacking line, rotor total pressure ratio, ace multiphysics module, blade airfoil shape, blade deviation angle, fan blade shape, mass flow rate, pressure ratio increases, simplex optimization algorithm, suitable design point