Problematyka niestacjonarnego przejścia laminarno-turbulentnego w warstwie przyściennej profili łopatkowych

• Autorzy: Drobniak S.

Warianty tytułu

EN

Non-stationary laminar-turbulent transition in boundary layers of turbomachinery profiles

• Konferencja: Krajowa Konferencja Mechaniki Płynów (XIV ; 18-22.09.2000 ; Arturówek k/Łodzi, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono współczesny stan badań zarówno eksperymentalnych jak i teoretycznych poświęconych przejściu laminarno-turbulentnemu w warstwie przyściennej na powierzchniach profili łopatkowych. Problematyka ta ma szczególnie istotne znaczenie w aerodynamice osiowych sprężarek i turbin, w których położenie strefy przejścia laminarno-turbulentnego decyduje o stratach energii przy przepływie przez stopień, w tym zwłaszcza o wielkości strat profilowych. Wyniki analiz eksperymentalnych i numerycznych wykazują, że w warstwie przyściennej na profilu łopatkowym klasyczny obraz przejścia laminarno-turbulentnego jest w bardzo istotnym stopniu modyfikowany przez wysoki poziom turbulencji oraz obecność śladów aerodynamicznych poprzedzających stopni. W niniejszej pracy przedstawiono również badania prowadzone w ramach europejskiego programu badawczego TRANSPRETURB a poświęcone modelowaniu przejścia laminarno-turbulentnego indukowanego śladami spływowymi (wake-induced transition) oraz przejścia wzbudzanego wysokim poziomem turbulencji przepływu zewnętrznego (bypass transition).

EN

The paper presents a contemporary research performed in the field of unsteady laminar-turbulent transition in boundary layers developing on the surface of turbomachinery profiles. This subject has a particular importance for aerodynamic efficiency of turbomachinery blading because the location of 1-t transition determines the magnitude of energy losses. The results of both computations and experiment reveal that the classical scenario of 1-t transition is largely affected by the high turbulence level and the presence of wakes generated by upstream rotor and stator cascades. Furthermore the paper presents the results of the research performed within the TRANSPRETURB EU Thematic Network and devoted to the modelling of wake-induced and bypass modes of transition.

Słowa kluczowe

PL

badania; przepływ; sprężarka osiowa; ciśnienie; warstwa przyścienna

EN

flow; axial compressor; pressure; boundary layer

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Cieplne Maszyny Przepływowe - Turbomachinery / Politechnika Łódzka
• Rocznik: 2000
• Tom: nr 117, vol. 2
• Strony: 47--54
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz.

Twórcy

autor

Drobniak S.

• Politechnika Częstochowska Instytut Maszyn Cieplnych

Bibliografia

• 1. Abu-Ghannam, B.J., Shaw, R., 1980, „Natural Transition of Boundary Layers - The Effects of Turbulence, Pressure Gradient and Flow History", J.Mech. Eng. Sei, vol. 22, No. 5, str. 213-228.
• 2. Boiko, A.V., 1994, „Experiments in Boundary Layer Subjected to Free Stream Turbulence. Pt. 2. The Role of TS Waves in the transition process”. J.F.M., vol. 281, str. 219-245.
• 3. Dhawan, S., Narasimha, R., 1958, „Some Properties of Boundary Layer Flow During Transition from Laminar to Turbulent Motion", J.F.M., vol.3, str. 418-436.
• 4. Drobniak S., Elsner W., 1999, „The Role of Non-Stationary Blade Row Interactions in Turbomachinery Aerodynamics”, Cieplne Maszyny Przepływowe, Turbomachinery, No 115, str. 91-98.
• 5. Emmons, H.W., 1951, „The Laminar-Turbulent Transition in a Boundary Layer”, J. of Aerospace Sei., vol. 18, No. 7, str. 490-498.
• 6. Funazaki, K., 1996, „Unsteady Boundary Layers on a Flat Plate Disturbed by Periodic Wakes, Part I - Measurement of Wake-Affected Heat Transfer and Wake- Induced Transition Model", Trans. ASME, J. of Turbomachinery, vol. 118, April, str. 327-336.
• 7. Funazaki, K., 1996, „Unsteady Boundary Layers on a Flat Plate Disturbed by Periodic Wakes, Part II - Measurements of Unsteady Boundary Layers and Discussion”, Trans. ASME, J. of Turbomachinery, vol. 118, April, str. 337-346.
• 8. Elodson, H.P. et al„ 1992, „Models for Unsteady Wake-Induced Transition in Axial Turbomachines", J. Phys. III france, vol. 2, str. 545-574.
• 9. Hodson, H.P., 1998, „Bladerow Interactions in Low Pressure Turbines", von Karman Institute for Fluid Dynamics, Lecture Series, 1998-02.
• 10. Johnson, M.W., 1997, „Predicting Bypass Transition - A Physical Model versus Empirical Correlations”, ASME Paper 97-GT-475.
• 11. Jonas, P., 1997, „On the Role of the Length Scale in Bypass Transition”, ZAMM, vol. 77, 51, str. 9145-9146.
• 12. Kachanov, Y.S., Levchenko, V.Y., 1984, „The Resonant Interaction of Disturbances in Laminar-Turbulent Transition in a Boundary Layer", J.F.M., vol.138., str. 209-247.
• 13. Klebanov, P.S., cytowane za Westin et.al.
• 14. Mayle, R.E., 1991, „The Role of Laminar-Turbulent Transition in Gas Turbine Engines”, Trans. ASME, J. of Turbomachinery, vol. 113, str. 509-537.
• 15. Mayle, R.E., Schulz, A., 1997, „The Path to Predicting Bypass Transition”, ASME Paper, 97-GT-199.
• 16. Savill, M., 2000, „Minutes of TRANSPRETURB”, Meeting and Mid-Term Assesment, Genoa (mat. niepublikowany)
• 17. Schlichting,, H., 1969, „Boundary Layer Theory”. McGraw Hill.
• 18. Shaikh, F.N., 1997, „ Investigation of Transition to Turbulence Using White-Noise Excitation and Local Analysis Techniques". J.F.M., vol. 348, str. 29-83.
• 19. Walker, G.J., Gostelow, J.P., 1990, „Effects of Adverse Pressure Gradients on the Nature and Length of Boundary Layer Transition”, Trans. ASME, J. of Turbomachinery, vol. 112, str. 196-205.
• 20. Westin, K.J., et al., 1994, „Experiments in Boundary Layer Subjected to Free Stream Turbulence. Pt.l. Boundary layer structure and receptivity”. J.F.M.., vol. 281, str. 193-218.
• 21. Wierciński, Z., 1999, „Przejście laminarno-turbulentne w warstwie przyściennej indukowane śladami spływowymi", ZN IMP PAN, nr. 499/1450/199.