Modern aircraft engine design faces

Modern aircraft engine design faces the challenge of coping with conflicting aerodynamic and
structural needs. In order to reduce air transport costs and pollution, aero-engine weight is being
decreased, by reducing the number of mechanical parts and by designing thinner, lighter, and more
loaded blades. This strategy allows for reduction of fuel consumption and maintenance costs, but also
causes the blades to be more prone to aerodynamically induced vibrations, such as flutter. Indeed,
aeroelastic phenomena are nowadays acknowledged by manufacturers as a key inhibiting factor for
the provision of better, more ecological and competitive aircraft engines.
Aeroelasticity has therefore become one of the critical aspects of turbomachine blade design:
assessing whether a blade row will experience flutter or forced vibrations under given operating conditions
is an important part of the design activity.
Computational Aeroelasticity (CA) studies the development of numerical simulation tools used
to investigate the aeroelastic response of structures. Due to the complexity of aeroelastic simulations
in turbomachines, a large number of numerical approaches have been proposed, which have become
more and more accurate, as computing power has increased.
The first methods, developed at the beginning of the 1970s, were based on linear approaches where
every equation is linearized [1] [2]. Since the 1990s, new time-linearized methods have been widely
developed. According to these approaches, the flow is decomposed into a non-linear steady flow plus
a small-perturbation harmonic unsteady flow [3] [4] [5] [6] [7]. In recent years, non-linear methods
have become a viable alternative and several non-linear (uncoupled and coupled with structural
solver) approaches have been implemented [8] [9] [10] [5] [11] [12] [13]. Although computationally
expensive, these methods are able to include non-linear effects into aeroelastic analysis.
The aim of this paper is to present the application of two numerical methods (a time-linearized
method and a non-linear one) to the flutter analysis of a turbine test rig measured by the EPFL (Ecole
Polytechnique Fédérale de Lausanne, Switzerland), within the European research project FUTURE.
The numerical results are compared with each other and with the experimental data.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ออกแบบเครื่องยนต์เครื่องบินยุคใหม่เผชิญความท้าทายในการเผชิญกับความขัดแย้งอากาศพลศาสตร์ และโครงสร้างความต้องการ เพื่อลดต้นทุนการขนส่งอากาศและมลภาวะ มีน้ำหนักเครื่องยนต์ aeroลดลง โดยการลดจำนวนชิ้นส่วนเครื่องจักรกล และออกแบบทินเนอร์ ไฟแช็ก และอื่น ๆโหลดใบมีด กลยุทธ์นี้ช่วยให้สามารถลดปริมาณการใช้น้ำมันเชื้อเพลิงและค่าบำรุงรักษา แต่ยังทำให้ใบมีดจะมีแนวโน้มที่จะเขย่าได้เหนี่ยวนำให้ aerodynamically เช่นกระพือ แน่นอนaeroelastic ปรากฏการณ์ปัจจุบันยอมรับ โดยผู้ผลิตเป็นคีย์ inhibiting ปัจจัยสำหรับสำรองดีขึ้น เพิ่มเติมระบบนิเวศ และแข่งขันเครื่องบินเครื่องยนต์Aeroelasticity จึงเป็นลักษณะสำคัญของการออกแบบ turbomachine อย่างใดอย่างหนึ่ง:ประเมินว่าแถวใบมีดจะกระพือประสบการณ์หรือสั่นสะเทือนบังคับภายใต้รับการทำงานเป็นส่วนสำคัญของกิจกรรมการออกแบบAeroelasticity คำนวณ (CA) ศึกษาการพัฒนาเครื่องมือจำลองที่ใช้การตรวจสอบการตอบสนอง aeroelastic โครงสร้าง ซับซ้อนของจำลอง aeroelasticใน turbomachines วิธีตัวเลขจำนวนมากได้รับการเสนอชื่อ ซึ่งได้กลายเป็นถูกต้องมากขึ้น ใช้งานเป็นไฟฟ้าได้เพิ่มขึ้นวิธีแรก พัฒนาในช่วงต้นทศวรรษ 1970 ถูกตามวิธีเส้นตรงที่ทุกสมการจะเป็นเส้นตรง [1] [2] ตั้งแต่ปี 1990 วิธีการใหม่เป็นเส้นตรงเวลาได้อย่างกว้างขวางพัฒนา ตามแนวทางเหล่านี้ การไหลจะแยกเป็นกระแสมั่นคงไม่ใช่เชิงบวกตัวเล็ก-perturbation มีค่า unsteady กระแส [3] [4] [5] [6] [7] ในปีที่ผ่านมา วิธีการไม่เชิงเส้นได้กลายเป็นทางเลือกทำงานและหลายไม่เชิงเส้น (uncoupled และควบคู่ไปกับโครงสร้างแนวทาง solver) ได้ดำเนินการ [8] [9] [10] [5] [11] [12] [13] แม้ computationallyแพง วิธีการเหล่านี้จะมีลักษณะไม่เชิงเส้นในการวิ aeroelastic การจุดประสงค์ของเอกสารนี้จะนำเสนอโปรแกรมประยุกต์วิธีเลขสอง (ที่เวลาเป็นเส้นตรงวิธีการและไม่ใช่เชิงเส้นหนึ่ง) เพื่อวิเคราะห์การกระพือของกังหันแบบทดสอบอุปกรณ์วัด โดย EPFL (EcolePolytechnique Fédérale เดอโลซาน สวิตเซอร์แลนด์), ภายในวิจัยยุโรปโครงการในอนาคตผลลัพธ์เป็นตัวเลขมีการเปรียบเทียบกัน และ มีข้อมูลการทดลอง

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การออกแบบเครื่องยนต์ที่ทันสมัยใบหน้าท้าทายของการรับมือกับอากาศพลศาสตร์และขัดแย้งกับความต้องการโครงสร้าง เพื่อที่จะลดค่าใช้จ่ายในการขนส่งทางอากาศและมลพิษน้ำหนักอากาศเครื่องยนต์จะถูกลดลงโดยการลดจำนวนชิ้นส่วนเครื่องจักรกลและด้วยการออกแบบบางเบาและอื่น ๆ ใบมีดโหลด กลยุทธ์นี้จะช่วยให้การลดลงของการบริโภคน้ำมันเชื้อเพลิงและค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา แต่ยังเป็นสาเหตุของใบมีดที่จะมีแนวโน้มที่จะเหนี่ยวนำให้เกิดการสั่นสะเทือนaerodynamically เช่นกระพือ อันที่จริงปรากฏการณ์ aeroelastic เป็นที่ยอมรับในปัจจุบันโดยผู้ผลิตเป็นสำคัญยับยั้งปัจจัยสำหรับการให้ที่ดีกว่ามากขึ้นเครื่องยนต์อากาศยานระบบนิเวศและการแข่งขัน. Aeroelasticity จึงได้กลายเป็นหนึ่งในด้านที่สำคัญของ turbomachine การออกแบบใบมีด: การประเมินว่าแถวใบมีดจะได้สัมผัสกับกระพือหรือ การสั่นสะเทือนบังคับภายใต้สภาวะที่กำหนดเป็นส่วนสำคัญของกิจกรรมการออกแบบ. คำนวณ Aeroelasticity (CA) ศึกษาการพัฒนาเครื่องมือจำลองเชิงตัวเลขที่ใช้ในการตรวจสอบการตอบสนองaeroelastic ของโครงสร้าง เนื่องจากความซับซ้อนของการจำลอง aeroelastic ใน turbomachines เป็นจำนวนมากของวิธีการเชิงตัวเลขที่ได้รับการเสนอซึ่งได้กลายเป็นมากขึ้นและถูกต้องมากขึ้นเช่นการคำนวณพลังงานได้เพิ่มขึ้น. วิธีแรกการพัฒนาที่จุดเริ่มต้นของปี 1970 ที่อยู่บนพื้นฐานของการเชิงเส้น วิธีการที่ทุกสมการเชิงเส้นคือ[1] [2] ตั้งแต่ปี 1990 วิธีการเชิงเส้นเวลาใหม่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางพัฒนา ตามวิธีการเหล่านี้ไหลจะถูกย่อยสลายกลายเป็นไหลคงไม่ใช่เชิงเส้นบวกรบกวนขนาดเล็กฮาร์โมนิไหลไม่คงที่ [3] [4] [5] [6] [7] ในปีที่ผ่านวิธีการที่ไม่ใช่เชิงเส้นได้กลายเป็นที่ทำงานทางเลือกและหลายที่ไม่ใช่เชิงเส้น (uncoupled และคู่กับโครงสร้างแก้) ได้รับการดำเนินการวิธี [8] [9] [10] [5] [11] [12] [13 ] แม้ว่าคอมพิวเตอร์ราคาแพงวิธีการเหล่านี้สามารถที่จะรวมถึงผลกระทบที่ไม่ใช่เชิงเส้นในการวิเคราะห์ aeroelastic. จุดมุ่งหมายของการวิจัยนี้คือการที่จะนำเสนอการประยุกต์ใช้สองวิธีเชิงตัวเลข (เวลาเชิงเส้นและวิธีการอย่างใดอย่างหนึ่งที่ไม่ใช่เชิงเส้น) การวิเคราะห์กระพือของ แท่นขุดเจาะทดสอบกังหันวัดจาก EPFL (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne วิตเซอร์แลนด์) ภายในโครงการวิจัยยุโรปในอนาคต. ผลการคำนวณจะถูกเปรียบเทียบกับแต่ละอื่น ๆ และมีข้อมูลการทดลอง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การออกแบบเครื่องยนต์อากาศยานที่ทันสมัยใบหน้าที่ท้าทายในการรับมือกับความขัดแย้งของอากาศพลศาสตร์และ
ต้องการโครงสร้าง เพื่อที่จะลดต้นทุนการขนส่งทางอากาศ และมลพิษ น้ำหนักเครื่องจักร - อากาศถูก
ลดลง โดยการลดจำนวนของชิ้นส่วนเครื่องจักรกล และด้วยการออกแบบที่บาง เบา และเพิ่มเติม
โหลดใบมีด กลยุทธ์นี้จะช่วยให้เพื่อลดต้นทุนการใช้เชื้อเพลิงและการบำรุงรักษา แต่ยัง
สาเหตุที่เลนซ์จะยิ่งเสี่ยงที่เกิดจากการสั่นสะเทือน เช่น เต้น แน่นอน
ปรากฏการณ์ยืดหยุ่นได้ทุกวันนี้เป็นที่ยอมรับโดยผู้ผลิตเป็นหลักปัจจัยยับยั้ง
การให้ดีกว่าเครื่องยนต์อากาศยานระบบนิเวศมากขึ้นและการแข่งขัน .
การยืดหยุ่นทางอากาศจึงเป็นหนึ่งในแง่มุมที่สำคัญของ turbomachine :
การออกแบบใบมีดประเมินว่าแถวจะสัมผัสใบพลิ้ว หรือบังคับให้สั่นสะเทือนภายใต้เงื่อนไข
เป็นส่วนหนึ่งของกิจกรรมการออกแบบ .
การยืดหยุ่นทางอากาศเชิงคำนวณ ( CA ) ได้ศึกษาการพัฒนาแบบจำลองเชิงตัวเลขเพื่อศึกษาการใช้เครื่องมือ
ยืดหยุ่นได้ของโครงสร้าง เนื่องจากความซับซ้อนของ
จำลองใน turbomachines ยืดหยุ่นได้ ,เป็นจำนวนมาก วิธีการเชิงตัวเลขที่ได้รับการเสนอซึ่งได้กลายเป็น
มากขึ้นและถูกต้องมากขึ้น เป็นคอมพิวเตอร์ได้เพิ่มขึ้น .
วิธีแรกที่พัฒนาขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ ตามแนวทางที่
เส้นทุกสมการช่วง [ 1 ] [ 2 ] ตั้งแต่ปี 1990 , วิธีการช่วงเวลาใหม่ได้รับอย่างกว้างขวาง
พัฒนา ตามแนวทางเหล่านี้การไหลแบบ steady ของเน่าเป็นบวกเล็กๆ ไม่ไหลคงที่ของกระแสฮาร์มอนิก
[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] ใน ปี ล่าสุด ใช้วิธีการ
ได้กลายเป็นทางเลือกที่ทำงานได้หลายแบบ ( เปิ้ล และควบคู่ไปกับการแก้โครงสร้าง
) วิธีการได้รับการ [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 5 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] แม้ว่า computationally
แพงวิธีการเหล่านี้สามารถรวมในการวิเคราะห์ผลแบบยืดหยุ่นได้
วัตถุประสงค์ของบทความนี้คือปัจจุบันใช้ 2 วิธีเชิงตัวเลข ( เวลาช่วง
วิธีและไม่เชิงเส้นหนึ่ง ) flutter การวิเคราะห์กังหันชุดทดสอบ โดยวัดจาก epfl ( Ecole
F é d éโพลิเทคนิค rale de Lausanne , สวิตเซอร์แลนด์ ) ภายในยุโรป
โครงการวิจัยในอนาคตจากผลการทดสอบเมื่อเทียบกับแต่ละอื่น ๆและด้วยข้อมูล .