Numerical simulation ob three-dimensional viscous flow in an isolated axial rotor.

A finite element based Navier-Stokes solver is applied to investigate the three-dimensional viscous flow in a low speed isolated axial rotor with tip clearance at design condition. A higher order anisotropic eddy viscosity model is used for closure, with wall function treatment able to simulate stationery and moving boundaries. The presented comparisons with experimental data include three-dimensional flow structure behind the rotor as well as the tip leakage flow behaviour developing through the rotor. It is shown that the code predicts well the flow structure observed in the experiments. A critical discussion of predicting limits as also carried out in order to address possible improvements.

---

Rozwiązanie Naviera-Stockesa, oparte na metodzie elementów skończonych, zastosowano do badań trójwymiarowego przepływu lepkiego w wolnoobrotowym izolowanym wirniku osiowym ze szczeliną między szczytem łopatek i obudową, w warunkach projektowych. Zastosowano anizotropowy wirowy model lepkościowy wyższego rzędu, w którym funkcja opisująca ograniczenia ścian może reprezentować zarówno ograniczenia stacjonarne, jak i ruchome. Przedstawione w pracy porównania z danymi doświadczalnymi obejmują zarówno trójwymiarową strukturę przepływu poza wirnikiem, jak i powstającego w wirniku przepływu w wyniku upływności przez szczlinę szczytową. Jak pokazano, zastosowane oprogramowanie pozwala dobrze przewidziec strukturę przepływu obserwowaną eksperymentalnie. Przeprowadzono także krytyczną dyskusję granicznych możliwości takiego przewidywania, w celu wskazania potrzebnych ulepszeń metody.