Выбор конечно-элементной модели для моделирования течения в шнеках
1
УДК 621.453
Выбор конечно-элементной модели
для моделирования течения в шнеках
© Н.С. Дорош, С.Н. Леонтьев
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Рассмотрены особенности создания конечно-элементных моделей для численного
моделирования гидродинамики шнеков бустерных турбонасосных агрегатов. Гео-
метрия шнеков значительно отличается от геометрии рабочих органов лопаточ-
ных машин других типов, что затрудняет использование типовых методик для
расчета течения. Представлены результаты сравнительного расчета двух кон-
фигураций расчетной геометрии шнека, предложена базовая структура гексаэд-
рической сетки для выбранной конфигурации.
Ключевые слова:
бустерный турбонасосный агрегат, шнек, конечно-элементная
модель, гексаэдрическая сетка.
Введение.
В настоящее время широкое распространение получи-
ло компьютерное моделирование гидро- и газодинамики, позволяю-
щее проводить численные эксперименты с высокой точностью для
изучения сложных процессов течения жидкости и газа в лопаточных
машинах.
Система подачи жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) часто
содержит бустерные турбонасосные агрегаты (БТНА), предназначен-
ные для обеспечения бескавитационной работы основного турбона-
сосного агрегата путем повышения давления на его входе. Предъяв-
ляются высокие требования к гидравлическим характеристикам
БТНА (антикавитационные свойства, экономичность) при минималь-
ной удельной массе и минимальных относительных линейных разме-
рах. Наиболее полно всем указанным требованиям отвечают лопа-
точные осевые насосы. Благодаря высоким антикавитационным
свойствам и технологичности наибольшее распространение в каче-
стве осевых насосов получили шнеки. Они, в частности, используют-
ся в современных БТНА разработки Научно-производственного объ-
единения «Энергомаш им. акад. В.П. Глушко», что делает актуальной
задачу их совершенствования путем детального исследования потока
в межлопаточном канале и за шнеком. Экспериментальная отработка
агрегатов показала существенное расхождение расчетных и действи-
тельных параметров. Использование компьютерного моделирования
позволит получить детальную картину структуры течения и распре-
деления параметров жидкости в исследуемой области.
