7 / 14
домена Traditional with Control Points H/J/C/L-Grid с областью O-Grid,
для которой Width Factor равен 0,4. Главным условием выбора количе-
ства ячеек является условие обеспечения удовлетворительного параме-
тра
у
+
для каждой модели турбулентности. Для получения результатов
были заданы следующие варианты разбиения одного домена модели
на конечные элементы: 100 000, 250 000, 500 000, 750 000 и 1 000 000
ячеек.
Задание граничных условий в CFX.
Граничными условиями рас-
чета являются параметры, установленные в табл. 2. Используемый тип
осреднения на границах расчетной области между соседними венцами
— “Stage”. Рабочие лопатки вращаются вдоль оси
Z
против часовой
стрелки.
Как следует из пояснения к атласу испытаний, обработка лопа-
ток проводилась не ниже 8 класса точности, что соответствует ше-
роховатости 3,2 мкм. Поскольку в рекомендациях к атласу исходных
профилей не указаны условия течения вблизи поверхностей мериди-
ональных обводов, то на поверхностях периферийной, втулочной и
профильной частей лопаток задано условие No slip wall. В результате
оценочных расчетов данной ступени установлено, что уровень сходи-
мости, при котором полученные результаты будут удовлетворять ре-
шению, установился на отметке
10
−
5
, что достигается за 300 итераций
(максимальное число).
Анализ результатов расчета.
Далее приведен анализ результатов
различных моделей турбулентности и размерности расчетной обла-
сти для выбора оптимальной конфигурации модели и последующего
использования ее при исследовании и оптимизации ступеней осевых
компрессоров.
В результате расчетов заданных конфигураций моделей построены
характеристики ступени в координатах
η
−
ϕ
и
ψ
−
ϕ
, а также характе-
ристики углов выхода из РК и ПНА, которые приведены на рис. 4.
Анализ графика
η
ад
−
ϕ
.
Все анализы результатов по ступени
К-50-1 в этом разделе будут сделаны для графика
η
ад
−
ϕ
(см. рис. 2,
а
).
При визуальном анализе графиков на рис. 2 стоит обратить внимание
на различие характеристик из книги [5] и атласа [2].
Модель турбулентности
k
−
ε
−
.
Использование модели турбулент-
ности
k
−
ε
позволило получить более пологую (по сравнению с экс-
периментальной) характеристику ступени в координатах
η
−
ϕ
(см.
рис. 2,
а
) независимо от количества ячеек. Погрешность получен-
ных результатов на концевых участках характеристики составила
σ
= 0
,
46
. . .
3
,
38
%, а в средней части
σ
= 2
,
95
. . .
4
,
86
%.
Как видно на рис. 2,
а
, использование сетки размером 250 000 эле-
ментов позволило получить характеристику режима немного шире,
чем на всех остальных сетках. При увеличении количества ячеек до
60 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2016. № 1