Výzkum 3D struktur proudění a jejich vlivu na aeroelastickou stabilitu kaskády turbínových lopatek pomocí experimentů a metody hlubokého učení
Cíle projektu
Při špičkové produkci energie z obnovitelných zdrojů je nezbytné provozovat parní turbíny v režimech mimo optimální návrhové zatížení. Moderní parní turbíny proto musí pracovat v podmínkách proměnlivého zatížení, což může vést k vážným problémům s aeroelastickou stabilitou lopatek. Nižšího hmotnostní poměr průtoku má totiž za následek přerozdělení tlakového pole a tlakových pulzací podél lopatek a vzniku prostorových struktur proudění s výraznou radiální složkou. Hlavním cílem tohoto projektu je proto experimentální a numerický výzkum vlivu 3D proudového pole s radiální složkou proudění na aeroelastickou stabilitu a vznik “stall flutteru” pro podmínky nižšího zatížení turbinových lopatek. Dalším významným cílem bude vývoj nového aero-elastického modelu založeného na neuronové síti. Tento nový model umožní extrémně rychlé simulace úloh interakce lopatek s tekutinou při zachování komplexity problému. Výsledky výzkumu významně přispějí k přesnějšímu popisu vlivu 3D proudového pole na stabilitu lopatek a k bezpečnějšímu návrhu lopatek pro široký rozsah zatěžovacích podmínek.
Klíčová slova
Aeroelastic instability3D flow structuressubsonic flowdeep learningneural networksdiscontinuous Galerkin methodreduced order modelsturbomachineryblade cascadesteam turbine
Veřejná podpora
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
Program
Standardní projekty
Veřejná soutěž
SGA0202400001
Hlavní účastníci
Ústav termomechaniky AV ČR, v. v. i.
Druh soutěže
VS - Veřejná soutěž
Číslo smlouvy
24-12144S
Alternativní jazyk
Název projektu anglicky
Investigation of 3D flow structures and their effects on aeroelastic stability of turbine-blade cascades using experiment and deep learning approach
Anotace anglicky
At peak renewable energy production, it is necessary to operate steam turbines in modes outside the optimal design load. Modern steam turbines therefore have to operate under variable loading, which can lead to serious aeroelastic stability problems. Lower mass flow ratio results in a redistribution of the pressure field along the blades and the formation of spatial flow structures with a pronounced radial component. The main objective is therefore to experimentally and numerically investigate the effect of a 3D flow field with a radial flow component on aeroelastic stability and a formation of "stall flutter" for lower turbine blade loadings. Another important objective will be the development of a new aero-elastic model based on a neural network. This new model will be able to simulate extremely fast blade-fluid interaction problems while maintaining a complexity of the problem. The research will contribute significantly to a more accurate description of the effect of the 3D flow field on blade stability and to safer blade design for a wide range of loadining conditions.
Vědní obory
Kategorie VaV
ZV - Základní výzkum
OECD FORD - hlavní obor
20302 - Applied mechanics
OECD FORD - vedlejší obor
20305 - Nuclear related engineering; (nuclear physics to be 1.3);
OECD FORD - další vedlejší obor
20704 - Energy and fuels
CEP - odpovídající obory
(dle převodníku)GB - Zemědělské stroje a stavby
JE - Nejaderná energetika, spotřeba a užití energie
JF - Jaderná energetika
JQ - Strojní zařízení a nástroje
JT - Pohon, motory a paliva
Termíny řešení
Zahájení řešení
1. 1. 2024
Ukončení řešení
31. 12. 2026
Poslední stav řešení
B - Běžící víceletý projekt
Poslední uvolnění podpory
19. 3. 2024
Dodání dat do CEP
Důvěrnost údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Systémové označení dodávky dat
CEP25-GA0-GA-R
Datum dodání záznamu
21. 2. 2025
Finance
Celkové uznané náklady
10 046 tis. Kč
Výše podpory ze státního rozpočtu
9 743 tis. Kč
Ostatní veřejné zdroje financování
303 tis. Kč
Neveřejné tuz. a zahr. zdroje finan.
0 tis. Kč
Uznané náklady
10 046 tis. Kč
Statní podpora
9 743 tis. Kč
0%
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
OECD FORD
Applied mechanics
Doba řešení
01. 01. 2024 - 31. 12. 2026