42
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
котором задают вращающуюся локальную систему координат. В даль-
нейшем проводят математическое связывание расчетных ячеек из
вращающейся подобласти с подобластью статора с учетом поворота
вращающейся системы координат. Модель подвижного тела
FlowVision реализует вращение геометрического представления рото-
ра с сопутствующим перестроением расчетной сетки на каждом шаге
интегрирования. Этот подход позволяет решать задачи со сложной ки-
нематикой, однако по сравнению со скользящими сетками в роторно-
статорных задачах при использовании технологии подвижного тела
требуется больше расчетного времени в связи с необходимостью вы-
полнять операцию построения расчетной сетки на каждом шаге инте-
грирования. В данной работе применен подход с подвижным телом,
так как ввиду малого зазора между статором и ротором в районе
соплового устройства невозможно поместить скользящую поверх-
ность.
В процессе численного эксперимента решают систему уравнений
гидродинамики в форме Рейнольдса, используя
k
-
-модель турбу-
лентности. На граничном условии “стенка” отрабатывают логариф-
мические пристенные функции. На граничном условии “вход” задают
избыточное полное давление, на “выходе” — нулевое избыточное
давление. Шаг по времени назначают исходя из того, что поверх-
ность ротора не должна перемещаться за одну итерацию на расстоя-
ние, превышающее половину размера расчетной ячейки.
Рис. 4. Локальное измельчение расчетной сетки
В процессе моделирования выработан ряд рекомендаций по поста-
новке задачи и выполнению расчетов турбины во FlowVision. Ротор и
статор образуют расчетную область сложной формы (см. рис. 3). С од-
ной стороны, простые и гладкие крупные объемы подводящего и от-
водящего каналов, с другой — сложная поверхность ротора, загро-
можденная большим числом лопаток. Для получения оптимальной
размерности расчетной сетки необходимо использовать сравнительно
грубую начальную сетку и локальную адаптацию по поверхности то-
1,2,3,4,5 7,8,9,10,11