Taghavi-Zenouz, Reza;Behbahani, Mohammad Hosein Ababaf
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
/
제18권1호
/
pp.91-98
/
2017
Performance of a low speed axial compressor is enhanced through a proper configuration of blade row tip injection and casing treatment of groove type. Air injectors were mounted evenly spaced upstream of the blade row within the casing groove and were all aligned parallel to the compressor axis. The groove, which covers all the blade tip chord length, extends all-round the casing circumference. Method of investigation is based on solution of the unsteady form of the Navier-Stokes equations utilizing $k-{\omega}$ SST turbulence model. Extensive parametric studies have been carried out to explore effects of injectors' flow momentums and yaw angles on compressor performance, while being run at different throttle valve setting. Emphasis has been focused on situations near to stall condition. Unsteady numerical analyses for untreated casing and no-injection case for near stall condition provided to discover two well-known criteria for spike stall inception, i.e., blade leading edge spillage and trailing edge back-flow. Final results showed that with only 6 injectors mounted axially in the casing groove and at yaw angle of 15 degrees opposite the direction of the blade row rotation, with a total mass flow rate of only 0.5% of the compressor main flow, surprisingly, the stall margin improves by 15.5%.
It is known that tip clearance flows reduce the pressure rin, flow range and efficiency of the turbomachinery. So, the clear understanding about flow fields in the tip region is needed to efficiently design the turbomachinery. The Navier-Stokes code with the proper treatment of the boundary conditions has been developed to analyze the three-dimensional steady viscous flow fields in the transonic rotating blades and a numerical study has been conducted to investigate the detail flow physics in the tip region of transonic rotor, NASA Rotor 67. The computational results in the tip region of transonic rotors show the leakage vortices, leakage flow from pressure side to suction side and their interaction with a shock Depending on the operating conditions, the position of shock-wave on the blade surface are v8y different close to the blade tip of the transonic compressor rotor. The shock-wave position dose to the blade tip had the dose relationship with the starting position of leakage vortex and the direction of leakage flow.
The accurate prediction of the flow and the pressure distribution near the tip of the blade is crucial in determining the tip vortex cavitation inception which usually occurs on the blade tip or inside the core of the tip vortex just downstream of the blade tip. An improved boundary element method is applied to the prediction of the flow around propeller blades, with emphasis at the tip region. In the method, the Blow adapted grid and a higher order panel method, which combines a hyperboloidal panel geometry with a hi-quadratic dipole distribution, are used in order to accurately model the trailing wake geometry and the highly rolled-up regions in the wake. The method is applied to several propeller geometries and the results have been found to agree well to the existing experimental data. Inviscid flow methods are able to predict the pressures at the tip as well as the shape of the trailing wake. On the other hand, they are unable to determine the flow inside the viscous core of the tip vortex, where cavitation inception often occurs. Thus, a method is presented that treats the flow inside the viscous core. The inner flow is treated with a 2-D Clavier-stokes solution without making any assumptions for axisymmetric flow and conicity of the flow along the tip trajectory. The method can thus allow the treatment of general propeller blade configurations. The velocity and pressure distributions inside the core are shown and compared to those from other numerical methods.
The gas turbine components is used on high temperature conditions which under severely circumstance with start-up and stop several times. Therefore, it is used nickel-base superalloys like and GTD-111DS. Damaged buckets on the t긴ade tip during operating are repaired per 24,000 hr to three times according to repair specification of manufacture. It is applied pre-heat, HIP(hot isostatic pressing) and post-heat treatment to support welding repair on blade tip effectively. On this study, It is utilize of $WRAP^{TM}$ (welding repair advanced process) method to make tension test specimens for this study, And then, material strength and characteristic for GTD-111DS was analyzed.
It is known that tip clearance flows reduce the pressure rise, flow range and efficiency of the turbomachinery. So, the clear understanding about flow fields in the tip region is needed to efficiently design the turbomachinery. The Navier-Stokes code with the proper treatment of the boundary conditions has been developed to analyze the three-dimensional steady viscous flow fields in the transonic rotating blades and a numerical study has been conducted to investigate the detail flow physics in the tip region of transonic rotor, NASA Rotor 67. The computational results in the tip region of transonic rotors show the leakage vortices, leakage flow from pressure side to suction side and their interaction with a shock. Depen ding on the operating conditions, toad distributions and the position of shock-wave on the blade surface are very different close to the blade tip of the transonic compressor rotor. The load distribution and the shock-wave position close to the blade tip had the close relationship with the starting position of leakage vortex and the direction of leakage flow.
Two cases with circumferential grooves were designed for a transonic compressor, and 3-D numerical simulations were conducted for stall mechanism at three representative speeds. A conclusion can be drawn from the comparison between compressors with or without casing treatment that: with the rising of rotation speed, stall margin increases dramatically under the help of casing treatments, and the case with middle grooves has reasonable compromise between stall margin increment and efficiency cutting. At lower speed, the increment reduces, and grooves at the back of blade tip have more influence on stall margin. Further investigation shows there is a transition in mechanism of compressor stall with the decline of rotational speed: at high rotation speed, the expansion of stall margin mainly results from the suppression of tip leakage vortex by casing treatments, yet it benefits more from the depression of boundary layer separation from suction surface of blade tip.
Optimization using a hybrid multi-objective evolutionary algorithm coupled with response surface approximation has been performed to improve the performance of a transonic axial compressor with circumferential casing grooves. In order to optimize the operating stability and peak adiabatic efficiency of the compressor with circumferential casing grooves, tip clearance, angle distribution at blade tip and the depth of the circumferential casing grooves are selected as design variables. Three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with the shear stress transport turbulence model are discretized by finite volume approximations. The trade-off between two objectives with the interaction of blade and casing treatment is determined and discussed with respect to the representative clusters in the Pareto-optimal solutions compared to the axial compressor without the casing treatment.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
/
제8권5호
/
pp.456-465
/
2016
In order to optimize the performance of a Wells turbine with fixed guide vanes, the designs of an end plate and a ring on the tip of the turbine rotor are proposed as penetrating blade tip treatments. In this study, numerical investigations are made using computational fluid dynamics (CFD)-based ANSYS Fluent software, and validated by corresponding experimental data. The flow fields are analyzed and non-dimensional coefficients $C_A$, $C_T$ and ${\eta}$ are calculated under steady-state conditions. Numerical results show that the stalling phenomenon on a ring-type Wells turbine occurs at a flow coefficient of ${\phi}=0.36$, and its peak efficiency can reach 0.54, which is 16% higher than that of an unmodified turbine and 9% higher than in the case of an endplate-type turbine. In addition, quasi-steady analysis is used to calculate the mean efficiency and output work of a wave cycle under sinusoidal flow conditions. As a result, it has been found that the ring-type turbine is superior to other types of Wells turbines.
This paper deals with the design and aerodynamic analysis of a so-called 'ring-type' impulse turbine for wave energy conversion. Numerical analysis was performed using the CFD cock, FLUENT. The main idea of the proposed turbine rotor was to minimize the adverse effect of tip clearance of the turbine blade; the design was borrowed from a ducted propeller with connected ring tip for special purpose marine vehicles. Results show that the efficiency increases up to $10\%$, depending on flaw coefficient, with the higher flaw coefficient yielding better efficiency. Decrease of input coefficient CA was the main reason for higher efficiency. Performance of ring-type rotor at various design parameters, as well as flaw conditions, was investigated, and the advantages and the disadvantages of the present impulse turbine were also discussed.
International Journal of Fluid Machinery and Systems
/
제2권2호
/
pp.136-146
/
2009
Small axial fans have become widely used as cooling devices in recent years. Because of their increasing importance, studies have been conducted on ways to improve the performance and reduce the noise of such fans. In this report, a small axial fan with a diameter of 85 mm (a type popularity used in personal computer or workstation) was selected for further examination. The influence on aerodynamic performance and noise of such frame design parameters as blade tip clearance results in a decrease of discrete frequency noise and an increase of broad-spectrum noise. As for the most suitable design refinement in terms of fan efficiency, we found that the treatment of outlet corner roundness and altering spoke skew to the direction counter to that of fan rotation was effective.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.