Vibration Analysis of a Turbo-Machinery Blade Considering Rotating and Flow Effect

회전 및 유동효과를 고려한 터보기계 블레이드의 진동해석

Flow-induced vibration analyses have been conducted for a 3D compressor blade model. Advanced computational analysis system based on computational fluid dynamics(CFD) and computational structural dynamics has been developed in order to investigate detailed dynamic responses of designed compressor blades. A fully implicit time marching scheme based on the Newmark direct integration method is used for computing the coupled aeroelastic governing equations of the 3D compressor blade for fluid-structure interaction problems. Detailed dynamic responses and instantaneous pressure contours on the blade surfaces considering flow-separation effects are presented to show the multi-physical phenomenon of the rotating compressor blade.

블레이드 구조변형 효과를 고려한 스테이터-로터의 케스케이드 모델의 상호간섭의 평가를 위하여 유체-구조 연계 해석 시스템을 수행하였다. 고정된 스테이트와 회전하는 로터는 상호 간섭 영향이 유동해석에 고려되었다. 또한 정적인 유체-구조 연게해석과 수렴률 증진을 효과적으로 수행하기 위하여 큰 인공감쇠를 가지는 Newmark 시간 적분 기법을 적용하였다. 수치 실험을 통해 탄성축 위치에 따른 구조 변형 효과가 케스케이드 성능에 미치는 영향을 파악하였다. 구조 변형 효과가 고려된 경우 일반적인 강체 블레이드모델에 대한 성능 예측 결과와 다소 차이가 유발될 수 있음을 보였으며 공력 탄성학적 영향을 확인하였다.