Study of dynamic stall flutter instabilities and their consequences in turbomachinery application by mathematical, numerical and experimental methods
Project goals
Proposed project is aimed at a study of aeroelastic instabilities arising in turbomachinery due to unsteady flows in blade cascades. The main attention will be paid to the subsonic dynamic stall flutter as one of instabilities which often encounters in low pressure steam turbine blade wheels. From the structural dynamic point of view we will deal with consequences, i.e. time and space spreading, of the flutter on the wheel after its origin. Therefore, mathematical and semi-analytical models based on the experiment will be developed for description of the stall flutter. Aeroelastic mathematical models will be based on two different numerical approaches. The first a medium fidelity for fast calculations of larger models and the other a high fidelity for detail computation of fluid dynamics model of smaller models of 2D and 3D blade cascades. Computational models will be validated by experimental results. Furthermore, the results of experiment and numerical models will help to the description and deeper understanding of the subsonic dynamic stall flutter in turbomachinery.
Keywords
Aeroelastic instabilitysubsonic dynamic stall flutterboundary elementspanel methodsdiscontinuous Galerkin methodreduced order modelturbomachineryblade cascadesteam turbine
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
SGA0202000001
Main participants
Ústav termomechaniky AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
20-26779S
Alternative language
Project name in Czech
Výzkum nestabilit dynamického stall flutteru a jejich následků na aplikace turbostrojů pomocí matematických, numerických a experimentálních metod
Annotation in Czech
Navržený projekt je zaměřen na výzkum aeroelastických nestabilit vznikajících u turbostrojů v důsledku nestacionárního proudění v lopatkových kaskádách. Z nestabilit bude pozornost soustředěna zejména na subsonický dynamický stall flutter, jež se často vyskytuje u lopatkových kol nízkotlakých parních turbín. Z hlediska strukturální dynamiky je naším cílem se zabývat i následky, tj. časovým a prostorovým šířením, flutteru na celá lopatková kola po jeho vzniku. Pro popis stall flutteru u lopatkových kaskád budou proto vyvinuty matematické a semi-analytické modely založené na experimentálních pozorováních. Matematické modely aeroelasticity budou založeny na dvou různých numerických přístupech. Jeden na bázi střední přesnosti určený pro rychlé výpočty rozsáhlejších modelů a druhý s vysokou přesností pro podrobné výpočty mechaniky tekutin menších modelů lopatkových kaskád ve 2D i 3D. Výpočetní modely budou ověřovány experimenty. Výsledky experimentů a numerického modelování budou sloužit k hlubšímu porozumění a popisu subsonického dynamického stall flutteru v turbostrojích.
Scientific branches
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2020
Realization period - end
Dec 31, 2022
Project status
—
Latest support payment
Apr 12, 2022
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP23-GA0-GA-R
Data delivery date
Jun 26, 2023
Finance
Total approved costs
8,820 thou. CZK
Public financial support
8,820 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
8 820 CZK thou.
Public support
8 820 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Applied mechanics
Solution period
01. 01. 2020 - 31. 12. 2022