مدلسازي ميدان جريان و بهبود عملكرد روتور يك توربين محوري با استفاده از روش الحاقي

در سالهاي اخير، بهينه سازي پارامترهاي عملكرد در توربوماشينها يكي از مهمترين موضوعات است كه مورد توجه پژوهشگران و محققان صنعتي قرار گرفته است. تاكنون الگوريتمها و روشهاي مختلفي براي بهينه سازي آيروديناميكي پره ها استفاده شده است؛ با اين حال پيدايش ابزارهاي جديد افقهاي جديدي در اين زمينه گشوده است. پژوهش حاضر، مدلسازي سه‌بعدي جريان آشفته حول پره هاي روتور يك توربين و بهينه سازي آئروديناميكي هندسه پره ها است. جريان حول پره ها با استفاده از روش AUSM+ و آشفتگي جريان حول پره ها با به كارگيري روش SST kω مدل شده است. عمليات بهينه سازي با استفاده از روش گرادياني الحاقي انجام شده است. اين الگوريتم در پژوهشهاي گذشته، به صورت كدهاي بهينه سازي براي هندسه هاي دو بعدي مورد استفاده قرار گرفته است و در اين پژوهش براي اولين بار از اين روش براي بهينهسازي پره يك توربوماشين به صورت سه بعدي استفاده شده است. براي اعتبارسنجي كار، بازده آيزنتروپيك كل به كل روتور (86/73 درصد) در كنار برخي ديگر از پارامترها، انطباق خوبي در مقايسه با مقادير تجربي نشان ميدهد. همچنين اين پارامتر به عنوان تابع هدف مسئله بهينه سازي نيز تعريف شده است. با استفاده از بهينه سازي با الگوريتم الحاقي بازده آيزنتروپيك پره در حدود 18/0 درصد بهينه گرديده است كه با استناد به كار ديگران و با درنظر گرفتن شرايط مدلسازي و نيز نتايج بهينه سازي با تابع هدف راندمان آيروديناميكي، نشان از يك فرآيند بهينه سازي قابل قبول براي اين روتور است.