- Tytuł:
-
A sensitivity analysis on the influence of the external constraints on the dynamic behaviour of a low pollutant emissions aircraft combustor-rig
Analiza wpływu więzów zewnętrznych na właściwości dynamiczne zespołu samolotowej komory spalania o niskiej emisji zanieczyszczeń - Autorzy:
-
Amoroso, F.
Fenza, A. de
Petrone, G.
Pecora, R. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/140218.pdf
- Data publikacji:
- 2016
- Wydawca:
- Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
- Tematy:
-
probabilistic analysis
dynamic behaviour
combustor rig
constraints effect
finite element analysis (FEA)
analiza probabilistyczna
właściwości dynamiczne
komora spalania
wpływ więzów
analiza elementów skończonych - Opis:
-
The need to reduce pollutant emissions leads the engineers to design new aeronautic combustors characterized by lean burn at relatively low temperatures. This requirement can easily cause flame instability phenomena and consequent pressure pulsations which may seriously damage combustor’s structure and/or compromise its fatigue life.
Hence the need to study the combustor’s structural dynamics and the interaction between elastic, thermal and acoustic phenomena. Finite element method represent a largely used and fairly reliable tool to address these studies; on the other hand, the idealization process may bring to results quite far from the reality whereas too simplifying assumptions are made. Constraints modelling represent a key-issue for all dynamic FE analyses; a wrong simulation of the constraints may indeed compromise entire analyses although running on very accurate and mesh-refined structural models. In this paper, a probabilistic approach to characterize the influence of external constraints on the modal behaviour of an aircraft combustor-rig is presented. The
finite element model validation was performed at first by comparing numerical and experimental results for the free-free condition (no constraints). Once the model was validated, the effect of constraints elasticity on natural frequencies was investigated by means of a probabilistic design simulation (PDS); referring to a specific tool
developed in the ANSYS®software, a preliminary statistical analysis was at performed via Monte-Carlo Simulation (MCS) method. The results were then correlated with the experimental ones via Response Surface Method (RSM).
Potrzeba redukcji zanieczyszczeń stawia wobec inżynierów wymaganie projektowania samolotowych komór spalania, które charakteryzują się ubogim spalaniem przy relatywnie niskich temperaturach. W tych warunkach mogą łatwo powstawać zjawiska niestabilności płomienia i wynikające stąd pulsacje ciśnienia, które mogą poważnie uszkodzić strukturę komory spalania lub/i zmniejszyć jej trwałość zmęczeniową. Wynika stąd potrzeba studiów nad dynamiką strukturalną komory spalania i interakcjami między zjawiskami termicznymi i akustycznymi. Metoda elementów skończonych jest narzędziem dość niezawodnym i powszechnie stosowanym, odpowiednim do takich studiów. Z drugiej strony, proces idealizacji może prowadzić do wyników, które są bardzo odległe od rzeczywistości, jeżeli w założeniach przyjęto nadmierne uproszczenia. Modelowanie więzów jest sprawą kluczową dla wszystkich analiz dynamicznych metodą elementów skończonych. Błędna symulacja więzów może istotnie zagrozić całej analizie, nawet gdy korzysta się w niej z bardzo dokładnych modeli strukturalnych o udoskonalonej siatce. W artykule zaprezentowano podejście probabilistyczne by scharakteryzować wpływ więzów zewnętrznych na właściwości modalne zespołu samolotowej komory spalania. Najpierw przeprowadzono walidację modelu elementów skończonych drogą porównania wyników doświadczalnych i obliczeniowych w warunkach swobodnych (bez więzów). Gdy potwierdzono prawidłowość modelu, zbadano wpływ sprężystości więzów na częstotliwości drgań własnych stosując metodę probabilistycznego projektowania symulacji (PDS). Korzystając ze specjalnego narzędzia opracowanego w oprogramowaniu ANSYS, wykonano wstępną analizę statystyczną metodą symulacji Monte Carlo (MCS). Jej wyniki skorelowano następnie z wynikami doświadczalnymi stosując metodę powierzchni odpowiedzi (RSM). - Źródło:
-
Archive of Mechanical Engineering; 2016, LXIII, 3; 435-454
0004-0738 - Pojawia się w:
- Archive of Mechanical Engineering
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł