In axial compressor, corner separation phenomenon can occur between the blade surface and the hub. This leads to high total pressure losses, blockage and may worsen to surge. Various studies on NACA65-009 blade were previously performed experimentally and numerically to predict the corner separation. The LMFA showed that RANS simulations tend to overestimate it while the Wall-Resolved LES (WRLES) was able to well capture it. The conclusions drawn on RANS are validated here with another solver software. An extensive parametric study is performed on RANS which highlights the good performance of two non-linear turbulence models k − ω Wilcox QCR and EARSM k − kl for for predicting the topology and the intensity of corner separation. They are however very dependent on the mesh and the numerics. A Wall-Modeled LES (WMLES) is then computed. It reproduces well the topology of the separation given by the experiments and predicts similar anisotropy to the WRLES. Nevertheless it shows high sensitivity to the level of turbulence close to the endwall and the boundary layer profile of the upstream flow. Finally, this confirms that the WMLES is a promising alternative to the WRLES in order to study the corner separation on more costly geometries (several blades for instance). / I axiell kompressor kan hörnseparationsfenomen uppstå mellan bladytan och navet. Konsekvenserna är stora totala tryckförluster och kompressor blockering. Olika studier på NACA65-009 bladet utfördes tidigare experimentellt och numeriskt för att förutsäga hörnseparationen. LMFA visade att RANS simuleringar tenderar att överskatta den hörnseparationen medan Vägg-Löst LES (WRLES på engelska) kunde fånga bra den. Slutsatserna som dras om RANS valideras här med en annan lösningsprogramvara. En omfattande parametrisk studie utförs på RANS som belyserde goda prestandan för två icke-linjära turbulensmodeller k − ω Wilcox QCRoch EARSM k − kl för att förutsäga topologin och intensiteten för hörnseparation. Dock är de mycket beroende av nät och numerik. En Vägg-Modell LES (WMLES på engelska) beräknas sedan. Det reproducerar väl topologin för separationen som ges av experimenten och förutsäger liknande anisotropi som WRLES. Dock visar det hög känslighet för turbulensnivån nära ändväggen och gränsskiktsprofilen för uppströmsflödet. Slutligen bekräftar detta att WMLES är ett lovande alternativ till WRLES för att studera hörnseparationen på dyrare geometrier (till exempelflera blad).
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-279819 |
| Date | January 2019 |
| Creators | Poulain, Arthur |
| Publisher | KTH, Mekanik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2019:417 |
Page generated in 0.0026 seconds