Прилог нумеричком прорачуну и оптимизацији обртних узгонских површина

Abstract

Предмет научнотехничке информације су: најчешће примењивани различити приступи моделовању опструјавања обртних узгонских површина (ротора), реализација прорачунских модела различите тачности и сложености, а коначно и могуће оптимизације релевантних геометријских и структуралних параметара разматраних површина. При томе су прорачунски приступи подељени у три категорије: i) 1Д моделе засноване на закону одржања количине кретања дуж струјне цеви (BEMT), ii) вртложне моделе и iii) моделе прорачунске механике флуида (CFD) и размотрене су специфичности, предности и мане сваког модела. У зависности од полазних претпоставки и комплексности разматраних приступа, флуид је сматран идеалним или реалним (вискозним), струјање је раванско или просторно, и углавном у потпуности турбулентно. Обрађени примери обухватају опструјавање аеропрофила и струјање у линеарној каскади (компресора и турбина), опструјавање хеликоптерских лопатица, елиса, ротора ветротурбина са хоризонталном или вертикалном осом обртања. Како је у питању опсежна тема истраживања, детаљно обрађена у бројним претходно објављеним публикацијама, у овој научнотехничкој информацији првенствено је стављен нагласак на: реализацију поједностављених али уједно и побољшаних прорачунских алгоритама (са приказом кодова где је могуће), давање практичних савета за решавање реалног инжењерског проблема као што је опструјавање ротора присутно у многим гранама индустрије, као и на упоредну анализу резултата добијених различитим прорачунским моделима са доступним експерименталним. Првенствено су разматране прорачунате вредности обртног момента (и механичке снаге), вучне силе, аеродинамички коефицијенти, локалне расподеле величина струјног поља по лопатици и диску ротора, струјно поље око и иза ротора, и сл. Потом су верификовани модели додатно проширени и прилагођени за даљу примену као што је проблем оптимизације који подразумева аутоматизовано понављање великог броја прорачуна над параметризованим моделима. Имплементиране су релативно нове, али веома популарне стохастичке, еволутивне методе оптимизације као што су генетски алгоритам и оптимизација ројем честица. Приказане су и могуће методологије мултидисциплинарне вишекритеријумске оптимизације ротирајућих узгонских површина.