تحلیل عددی فلاتر پره های توربین کم فشار

در این مقاله پدیده ی فلاتر در توربوماشین معرفی می شود. دلایل اهمیت بررسی و ویژگی های آن به عنوان یک ناپایداری دینامیکی آیروالاستیک ارائه می گردد. روش های متداول آزمون فلاتر پره های توربوماشین و رهیافت های مختلف تحلیل آن شرح داده می شود. سپس از رهیافتی برای تحلیل فلاتر استفاده می شود که تنها اثر پایدارکنندگی سیال را در برابر ارتعاش پره ها بررسی می کند. معادلات استفاده شده در این رهیافت و معیار پایداری از دیدگاه ریاضی ارائه می شود که از آن دو مفهوم پایداری محلی و پایداری کلی به دست می آید. مشخصات تجهیزات آزمون، شرایط مرزی و کمیت های اندازه گیری شده که با نرم افزار مدل سازی و حل عددی، شبیه سازی و محاسبه شده اند، ارائه می گردد. حل عددی با نرم افزار CFX ANSYS انجام شده است. استقلال نتایج از مش بندی و تاثیر دو مدل توربولانسی نیز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حل عددی با حل عددی دیگر و نیز آزمون مقایسه شده است که تطابق خوبی با نتایج آزمون دارد. حل عددی برای دو حالت پایا و ناپایا انجام شده است که در حالت ناپایا پاسخ سیال به ارتعاش پره در سه مود ارتعاشی خمش محوری، خمش محیطی و پیچش به دست آمده است. برای محاسبه ی پاسخ کل، از دو روش استفاده و نتایج این دو روش با هم مقایسه شده اند. در انتها ناپایداری محلی محاسبه و نتایج آن به صورت نمودارهایی ارائه شده است که سهم پره های مجاور را در ناپایداری یک پره ی مشخص نشان می دهد. همچنین ناپایداری کلی نیز برای سه مود ارتعاشی بررسی شده است.