Iterative algorithm for determining distribution of porosity of material in cooling channels of gas turbine blades

• Autorzy: Frąckowiak A.

Warianty tytułu

PL

Algorytm iteracyjny do wyznaczania rozkładu porowatości materiału w kanałach chłodzących łopatek turbiny gazowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents an iterative algorithm for determining the porosity distribution of a material filling cooling channels in the gas turbine blades. The objective of numerical simulations employing this algorithm was to obtain the assumed temperature distribution on the inner boundary of the blade (walls of the cooling channels). Calculations were performed for the region of an elliptic ring, for which the analytical solution was known. Numerical calculations in the region of the elliptical ring showed a very high consistency of numerical results with the analytical solution. Results of calculations indicate that employing this algorithm for the optimization of the gas turbine blades cooling process is highly practical.

PL

W artykule przedstawiono algorytm iteracyjny do wyznaczania rozkładu porowatości materiału wypełniającego kanały chłodzące łopatek turbin gazowych. Celem obliczeń numerycznych, wykonanych za pomocą tego algorytmu, było uzyskanie zakładanego rozkładu temperatury na wewnętrznym brzegu łopatki (ścianach kanałów chłodzących). Obliczenia wykonano dla obszaru pierścienia eliptycznego, w którym znane było rozwiązanie analityczne. Obliczenia numeryczne w obszarze pierścienia eliptycznego wykazały bardzo dobrą zgodność wyników numerycznych z rozwiązaniem analitycznym. Wyniki obliczeń wskazują na duże praktyczne zastosowanie tego algorytmu do optymalizacji chłodzenia łopatek turbin gazowych.

Słowa kluczowe

EN

inverse problem; iterative algorithms; gas turbine blades cooling

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Journal of Mechanical and Transport Engineering
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 67, No. 1
• Strony: 23--36
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Frąckowiak A.

• Chair of Thermal Engineering, Poznan University of Technology

Bibliografia

• [1] Alifanov O.M., Inverse Heat Transfer Problems, Moscow 1988.
• [2] Alves C.J.S. et al., Recovering the source term in a linear diffusion problem by the method of fundamental solutions, Inverse Problems in Science and Engineering, 2010, vol. 16 (8), p. 1005-1021.
• [3] Aubert J.-P., Tirol J., Process for the manufacture of turbine blades cooled and product obtained by the process, United States Patent, 4 400 834, 1981.
• [4] Beck J.V., Blackwell B., Clair C.R., Inverse Heat Conduction: Ill-posed Problems, New York, NY, Wiley 1985.
• [5] Beck T., Klopf J., Verfahren zur Herstellung einer innengekühlten Turbinenschaufel und Gasturbine mit einer so hergestellten Turbinenschaufel, European Patent Office, EP 2 418 354 A1, 2010.
• [6] Brenberg J., Turbulence modelling for internal cooling of gas-turbine blades, PhD Thesis, Department of Thermo and Fluid Dynamics, Chalmers University of Technology Goeteborg 2002.
• [7] Bunker R.S., Gas Turbine Heat Transfer: 10 Remaining Hot Gas Path Challenges, ASME Paper GT2006-90002, 2006.
• [8] Dulikravich G.S., Martin T.J., Dennis B.H., Multidisciplinary inverse problems, in: 3rd Int. Conf. on Inv. Probl. in Eng., Proceedings, June 13-18,1999, Port Ludlow, USA, 1999.
• [9] Hadamard J., Sur les problèmes aux dérivéespartielles et leur signification physique, Princeton University Bulletin, 1902, p. 49-52.
• [10] Lakshminarayana B., Fluid Dynamics and Heat Transfer of Turbomachinery, Wiley 1996.
• [11] Louis A.K., Inverse und schlecht gestellte Probleme, Stuttgart Teubner Studienbücher: Mathematik 1989.