Numerical Modeling of a Fluidic Actuator dedicated to Flow Control on an Axial Compressor
Modélisation numérique d'un actionneur fluidique dédié au contrôle d'écoulement sur un compresseur axial
Résumé
The operating range of axial compressors can be limited by unstable flow phenomena such as rotating stall. To improve the so-called surge margin, recent studies demonstrated the benefit of active control by air injection. The frame of this paper is the control system of the single stage compressor CME2, located at the Lille Laboratory of Fluid Mechanics. The goal is to optimally capture the behavior of internal flows within the control device consisting in an isolated fluidic actuator on a flat plate. A numerical methodology is presented taking account computational domain, mesh, numerical methods, and turbulence modeling. Nomenclature CAD Computer Aided Design δ Boundary layer thickness (mm) LE Leading Edge Ps Static Pressure (Pa) Pt Total Pressure (Pa) Q in j Mass Flow (kg/s) RANS Reynolds-Averaged Navier-Stokes S MI Stall Margin Improvement T t Total Temperature (K) URANS Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes U ∞ Inlet velocity (m/s) V Mean velocity (m/s) x, y, z Cartesian coordinates (mm).
La plage de fonctionnement des compresseurs axiaux peut être limitée par des phénomènes d'écoulement instables tels que le décrochage tournant. Pour améliorer la marge au pompage, des études récentes ont démontré l'avantage du contrôle actif par injection d'air. Le cadre de cet article est le système de contrôle du compresseur à un étage CME2, situé au Laboratoire de Mécanique des Fluides de Lille. L'objectif est de capturer de manière optimale le comportement des flux internes au sein du dispositif consistant en un actionneur fluidique isolé sur une plaque plane. Une méthodologie numérique est présentée en tenant compte du domaine de calcul, du maillage, des méthodes numériques et de la modélisation de la turbulence.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)