| Заголовок статьи | «Флаттер лопаток ротора и турбулентность потока в аксиальном турбокомпрессоре» |
| Авторы | О.Б. Балакшин, Б.Г. Кухаренко |
| Аннотация | Установлено, что сильная турбулентность воздушного потока в аксиальном турбокомпрессоре приводит к неустойчивому флаттеру лопаток ротора. Анализ записей колебаний лопаток показал, что флуктуации давления аксиального воздушного потока предшествуют синхронным колебаниям лопаток ротора и, следовательно, являются источником флаттера. Исследуется возможность реламинаризации воздушного потока в граничном слое в результате его внезапного ускорения, создающего градиент скорости. Доказано, что флаттер лопаток подавляется при внезапных ускорениях ротора, вызывающих уменьшение интенсивности турбулентности воздушного потока у венцов лопаток ротора. |
| Ключевые слова | турбулентность, флаттер лопаток, акустические диаметральные моды, реламинаризация, кратковременная энергия колебаний |
| УДК | 531.3, 533.6, 534.1 |
| Выпуск | «Проблемы машиностроения и автоматизации» №4 за 2015 год |
Сведения об авторах
Балакшин Олег Борисович — д-р техн. наук, профессор, главный научный сотрудник, Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН,
+7 (499) 135-55-92, М. Харитоньевский пер., 4, Москва, 101990, Россия
Кухаренко Борис Георгиевич — канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник, ведущий научный сотрудник, Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН,
+7 (499) 135-55-92, М. Харитоньевский пер. 4, Москва, 101990, Россия
| Article title | «Rotor blade flutter and air flow turbulence in axial turbo compressor» |
| Authors | O.B. Balakshin, B.G. Kukharenko |
| Abstract | In case of turbofun engine axial turbo compressors, the inlet guide vane wakes carrying with the axial air flow velocity collide with rotor first stage blade surfaces rotating with rotation frequency. As differences in the number of upstream guide vanes downstream rotor stage blade cause the downstream flow field to be dependent upon the relative position of the upstream vanes, these wakes produce blade excitations with harmonics of rotation frequency. In the turbo compressors, as rotation frequency increases, forced resonance predicted by Campbell diagram precedes rotor blade flutter always. The most likely form of laminar–turbulent transition of axial air flow in rotor blade tip leakage of axial turbo compressor is “bypass transition” wherein some or all of the laminar breakdown process does not occur, and is instead driven by freestream turbulence. As established, when axial air flow is turbulent strongly, rotor blade bending flutter becomes unstable so as related acoustic diametral modes. For axial turbo compressor under study, it is demonstrated by leading growth of air flow pressure fluctuation short-time energy in reference to rotor blade oscillation short-time energy, and it means short time-delay of blade oscillation synchronization at appearing flutter. The Prony spectral analysis of blade oscillation and flow pressure pulsation records uncovers turbulent air flow fluctuations as exciting sources of rotor blade flutter. In present paper the relaminarization test case is under study, in which a strong favorable velocity gradient relaminarizes a turbulent boundary layer. As it shown, the rotor blade flutter is suppressed by rotor instant accelerations, which cause a decrease of air flow turbulence intensity in rotor blade tip leakage. |
| Keywords | turbulence, blade flutter, acoustic diametral modes, relaminarization, oscillation short-time energy |
| UDC | 531.3, 533.6, 534.1 |
| Issue | «ENGINEERING AND AUTOMATION PROBLEMS» №4, 2015 |
Information about authors
Balakshin Oleg Borisovich — DSc, Professor, Principal Research Scientist, Blagonravov Mechanical Engineering Research Institute of the RAS,
+7 (499) 135-55-92, 4, M. Khariton’evsky per., Moscow, 101990, Russia
Kukharenko Boris Georgievich — PhD, Associate Professor, Leading Research Scientist, Blagonravov Mechanical Engineering Research Institute of the RAS,
+7 (499) 135-55-92, 4, M. Khariton’evsky per., Moscow, 101990, Russia