Numerical simulation of turbulent flows through a 2D turbine cascade

0329815 - ÚT 2010 RIV PL eng C - Konferenční příspěvek (zahraniční konf.)
Dobeš, J. - Fořt, J. - Fürst, J. - Halama, J. - Louda, Petr - Kozel, K. - Příhoda, Jaromír
Numerical simulation of turbulent flows through a 2D turbine cascade.
[Numerická simulace turbulentního proudění dvourozměrnou turbinovou mříží.]
18th International Conference on Computer Methods in Mechanics. Zielona Góra: University of Zielona Góra Press, 2009 - (Kuczma, M.; Wlimanski, K.; Szajna, W.), s. 163-164. ISBN 978-83-7481-245-0.
[International Conference on Computer Methods in Mechanics/18./. Zielona Góra (PL), 18.05.2009-21.05.2009]
Grant CEP: GA ČR GA101/07/1508
Výzkumný záměr: CEZ:AV0Z20760514
Klíčová slova: compressible flow in turbine cascades * turbulence modelling
Kód oboru RIV: BK - Mechanika tekutin

The work deals with numerical solution of two-dimensional compressible turbulent flow in turbine cascades. Two different geometries are considered. Simulations include subsonic as well as transonic regimes. The turbulence is modelled using algebraic, one-equation, two-equation models and the explicit algebraic Reynolds stress model. The dicretization uses the Roe and AUSM finite volume schemes with higher order upwind interpolation for convective terms. The finite volume grids consist of quadrilateral finite volumes. Numerical results are compared with experimental results in terms of flow-field pattern (shock waves), pressure distribution along the blade surface and of the energy loss coefficient. Whereas the former two parameters are predicted well, the loss coefficient presents a parameter difficult to predict.

Práce se zabývá numerickým řešením dvourozměrného stlačitelného turbulentního proudění v turbinových mřížích. Jsou uvažovány dvě různé geometrie. Simulace zahrnují subsonické i transonické režimy. Turbulence je modelována pomocí algebraického, jednorovnicového, dvourovnicového modelu a explicitního aglebraického modelu Renoldsových napětí. Diskretizace je provedena metodou konečných objemů s Roe a AUSM implicitním zpětným schématem vyššího řádu pro konvektivní členy. Výpočetní síť je tvořena čtyřbokými konečnými objemy. Numerické výsledky jsou porovnány s experimentálními daty pomocí proudového pole s rázovými vlnami, tlakového rozložení na povrchu lopatek a ztrátového součinitele. Dobrá shoda byla získána pro proudové pole a rozložení tlaku, zatímco výpočet ztrátového součinitele je obtížný.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0175745