Origins and mechanisms of flutter and non-synchronous vibration in modern turbomachines operating at wide range of regimes
Project goals
The main goal of the project is extending our cooperation between the Czech and American scientific communities in the research area of aeroelastic problems in modern turbomachines. The project enables the extension of team's research collaboration with the prestigious Duke University. Consortium GUIde supports the Duke’s involvement in this project, consequently granting Czech scientists to participate in the activities of this highly esteemed consortium. The main scientific goal of the submitted project is enhancing knowledge about flutter and non-synchronous vibrations of the blades in modern turbomachines. There are two specific research objectives. The first objective is to investigate the effects of flow Mach number and incidence on the non-synchronous vibration sensitivity of a single airfoil. The second objective is modelling of flutter running waves in blade cascades. The proposed approach is based on gradually varying the inter-blade phase angle for multi-blade forced oscillation. The czech team will be responsible for the experimental portion of the common project. The recently built and operated Blade Flutter Module (BFM) installed in the high-speed laboratory of the Institute of Thermomechanics CAS will be utilized in this task. The BFM is a world-class unique facility fully dedicated to aeroelastic research in transonic blade cascades. Only few additional components will be designed and fabricated to update the BFM to fulfil the demanding requirements for the upcoming tests. Specifically, the new components will include new blade for research on NSV, realization of the boundayr layer suction n test secton walls, and a gearbox for the three-blade oscillation drive.
Keywords
flutternonsynchronous vibrationtransonic flowcompressor cascadeturbomachinery
Public support
Provider
Ministry of Education, Youth and Sports
Programme
—
Call for proposals
SMSM2022LU001
Main participants
Ústav termomechaniky AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
MSMT – 1942/2023-2
Alternative language
Project name in Czech
Příčiny a mechanismy vzniku flutteru a nesynchronních vibrací v moderních turbostrojích pracujících v širokém rozsahu pracovních režimů
Annotation in Czech
Hlavním vědecko-společenským cílem projektu je prohloubení česko-americké spolupráce v oblasti výzkumu aeroelastických problémů v moderních turbostrojích. Projekt umožní pokračování společného výzkumu s přední americkou univerzitou Duke, jejíž část aktivit je financována v rámci grantu konsorcia GUIde. Čeští řešitelé tak budou mít možnost podílet se na aktivitách tohoto vysoce prestižního konsorcia. Hlavním odborným cílem předkládaného projektu je prohloubení znalostí o flutteru a nesynchronních vibracích (NSV) lopatek moderních turbostrojů. Konkrétně se jedná o vyšetření mechanismů a rozsahu existence NSV na osamoceném profilu v závislosti na úhlu náběhu a Machově čísle nabíhajícího proudu. A dále o vyšetření mechanismů proměnlivého aerodynamického zatížení lopatek a mechanismy vedoucí k aeroelastické nestabilitě při nuceném kmitání více lopatek s nastavitelným fázovým posuvem, modelujícím postupnou vlnu při flutteru v lopatkovém kole. Těžištěm práce české části týmu bude experimentální výzkum těchto jevů s využitím světově unikátní aparatury pro měření kmitání a aerodynamických nestabilit v transsonických lopatkových mřížích, která byla během posledních tří let zprovozněna v Aerodynamické laboratoři Ústavu termomechaniky AVČR a ke které budou nově dostaveny další moduly. Konstrukčním cílem začínajícího projektu je navrhnout a vyrobit lopatku pro výzkum nesynchronních vibrací, realizovat odsávání mezních vrstev na stěnách měřicí sekce a nakonec navrhnout a vyrobit synchronizovaný náhon tří lopatek.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
OECD FORD - main branch
20302 - Applied mechanics
OECD FORD - secondary branch
20304 - Aerospace engineering
OECD FORD - another secondary branch
—
GB - Agricultural machines and construction
JQ - Machinery and tools
JU - Aeronautics, aerodynamics, aeroplanes
JV - Cosmic technologies
Solution timeline
Realization period - beginning
Apr 1, 2023
Realization period - end
Dec 31, 2026
Project status
B - Running multi-year project
Latest support payment
Feb 7, 2024
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP25-MSM-LU-R
Data delivery date
Feb 20, 2025
Finance
Total approved costs
12,609 thou. CZK
Public financial support
12,609 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
12 609 CZK thou.
Public support
12 609 CZK thou.
100%
Provider
Ministry of Education, Youth and Sports
OECD FORD
Applied mechanics
Solution period
01. 04. 2023 - 31. 12. 2026