Разработка научно-технических методов для создания высокоэффективных проточных частей тепловых турбин на основе экспериментальных и численных исследований аэродинамики трехмерного нестационарного потока тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.04.12, доктор наук Семакина Елена Юрьевна

• Семакина Елена Юрьевна
• доктор наук
• 2021

Оглавление диссертации доктор наук Семакина Елена Юрьевна

Введение

Глава 1. Современные методы и средства моделирования течения рабочей

среды в проточных частях турбин

1.1. Физический эксперимент в области аэродинамики турбомашин

1.2. Численное моделирование трехмерного течения в турбомашинах

1.3. Методы валидации CFD моделей течения в элементах проточных

частей турбомашин

1.4. Проблемы сближения и сочетания физического и численного эксперимента в исследованиях аэродинамики турбомашин

1.5. Цели и постановка задач исследования

Глава 2. Экспериментальная база для исследований аэродинамики

элементов проточных частей турбин

2.1. Принципы моделирования аэродинамических процессов в проточных частях турбомашин. Методика экспериментальных исследований

2.2. Экспериментальные стенды

2.2.1. Калибровочный стенд ТС-1

2.2.2. Универсальный экспериментальный стенд ЭТ4

2.2.3. Экспериментальный стенд ЭС-ОВ-ЦНД

2.3. Информационно-измерительные системы экспериментальных

стендов

2.3.1. Инструменты измерений

2.3.2. Информационно-измерительная система калибровочного стенда

ТС-1

2.3.3. Информационно-измерительная система стенда ЭТ4

2.3.4. Информационно-измерительная система стенда ЭС-ОВ-ЦНД и

ее программное обеспечение

2.4. Методика обработки и представления экспериментальных данных

2.4.1. Программа обработки экспериментальных данных

2.4.2. Интегральные аэродинамические характеристики ступеней, выходных трактов и блоков «Ступень - Выходной тракт»

2.4.3. Методы представления результатов траверсирования потока

2.5. Показатели неопределенности измеряемых величин и вычисляемых интегральных характеристик

Глава 3. Совершенствование методики исследования пространственного

течения в проточных частях турбомашин

3.1. Модернизированный калибровочный стенд ТС-1М

3.1.1. Конструкция стенда ТС- 1М

3.1.2. Информационно-измерительная система стенда ТС-1М

3.1.3. Инструменты ИИС стенда ТС-1М

3.1.4. Схема измерений ИИС стенда ТС-1М

3.2. Методика калибровки 3D пневмометрических векторных зондов в периодически нестационарном потоке

3.2.1. Исследование структуры и параметров струи калибровочного

стенда ТС-1М

3.2.2. Методика получения калибровочных характеристик по данным калибровки в периодически нестационарном потоке

3.2.3. Численное моделирование потока струи калибровочного стенда ТС-1М

3.2.4. Калибровочные характеристики конического пневмозонда в периодически нестационарном потоке

3.2.5. Обработка результатов траверсирования потока по

«нестационарным» калибровочным зависимостям

3.3. Совершенствование методики траверсирования потока за рабочими лопатками турбинных ступеней

3.4. Сопоставление данных расчета и эксперимента по структуре потока

3.4.1. Интерполяция данных траверсирования

3.4.2. Получение выборки из генеральной совокупности расхождений экспериментального и расчетного распределений

3.4.3. Проверка гипотезы о нормальности распределения в выборке

3.4.4. Оценка степени совпадения расчетных и экспериментальных

полей параметров потока методом статистического анализа

3.4.5. Валидация численной модели течения в проточной части блока «Ступень - Диффузор» по структуре потока

3.5. Корреляционный метод анализа результатов исследований

3.6. Обобщение рекомендаций по совершенствованию методики исследования пространственного течения в проточных частях

турбин

Глава 4. Результаты аэродинамических исследований трехмерного потока в

элементах проточных частей турбин

4.1. Турбинные ступени

4.1.1. Параметры ступеней

4.1.2. Интегральные характеристики ступеней

4.1.3. Особенности структуры трехмерного потока за турбинными ступенями

4.1.4. Выводы по результатам экспериментальных и численных исследований структуры потока в турбинных ступенях

4.2. Блоки «Ступень - Диффузор»

Влияние закрутки потока на интегральные характеристики диффузора

4.2.1. Влияние формы силовых стоек на интегральные характеристики диффузора

4.2.2. Влияние типа последней ступени турбины на процесс восстановления давления в диффузоре

4.2.3. Влияние крупномасштабных вихревых структур на эффективность работы выходного диффузора

4.2.4. Эффективность работы блоков «Ступень - Диффузор»

4.2.5. Оптимальный радиальный зазор последней ступени ГТУ

4.2.6. Выводы по результатам экспериментальных исследований 3D структуры потока выходных диффузорах турбин

4.3. Выходные тракты с односторонним отводом рабочего тела

4.3.1. Основные источники потерь в выходных трактах с односторонним отводом рабочего тела

4.3.2. Структура течения в выходном сечении патрубка

4.3.3. Обратное влияние одностороннего отвода потока на структуру течения в входном сечении тракта «Диффузор - Патрубок»

4.3.4. Влияние входных граничных условий на интегральные характеристики трактов «Диффузор - Патрубок»

4.3.5. Выводы по результатам экспериментальных исследований выходных трактов «Диффузор - Патрубок»

Глава 5. Рекомендации по совершенствованию аэродинамики проточных частей тепловых турбин и методам исследования их аэродинамических свойств

5.1. Совершенствование конструкции бандажей «камерного» типа для

реактивных ступеней ЦВД паровых турбин

5.2. Выбор оптимального радиального зазора для рабочих лопаток последних ступеней

5.3. Проектирование рабочего колеса последних ступеней турбин с

учетом влияния выходного тракта

5.4. Влияние формы силовых стоек на эффективность процесса восстановления давления в диффузоре

5.5. Уменьшение длины выходных диффузоров турбин за счет оптимального проектирования периферийного обвода

5.6. Патрубок без внутренних элементов жесткости и разделителей

потоков

Заключение

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка научно-технических методов для создания высокоэффективных проточных частей тепловых турбин на основе экспериментальных и численных исследований аэродинамики трехмерного нестационарного потока»

Введение

Внедрение в энергетику установок, основанных на применении паровых и газовых турбин в составе высокоэффективного парогазового цикла, уже сегодня обещает большие выгоды и будет возрастать, так как к 2070г. доля газа в мировом топливном балансе достигнет примерно 30% при одновременном росте новых генерирующих мощностей.

80Т5-9000ИЬ КПДпгу 65%

Рисунок 1 - Доля газа в мировом энергетическом балансе и рост единичных мощностей турбоагрегатов

До недавнего времени в РФ внедрение парогазовых технологий в электроэнергетику осуществлялось на базе ГТУ зарубежного производства. Сегодня развитие парогазовых технологий в энергетике стало одним из приоритетных направлений для Российской Федерации, как в стратегическом, так и в экономическом отношениях. Актуальность этого подтверждается постановлением правительства РФ №719. Таким образом, развитие и совершенствование технологий проектирования и производства стационарных газовых турбин является частью стратегии научно-технологического развития Российской Федерации до 2035 года.

В настоящее время прирост энергетической мощности в Российской Федерации реализуется за счет паротурбинных установок большой единичной мощности. К ним относятся установки АЭС с паровыми турбинами мощностью 1000 -

1200 МВт и установки, работающие на органическом топливе мощностью от 300 до 800 МВт.

Применение в теплоэнергетике турбин максимально достижимой единичной мощности наиболее целесообразно и экономически выгодно. Поэтому повышение КПД даже в пределах 1,0 -1,5% приводит к ощутимой экономии топлива и снижает негативное влияние на экологию. Указанное повышение экономичности может быть достигнуто только посредством детальных исследований рабочих процессов, протекающих в проточных частях турбин, с целью совершенствования их аэродинамических процессов и теплообмена. В настоящее время эти работы чаще всего выполняются с помощью численного моделирования трехмерного потока. При этом цифровая модель течения тестируется по результатам физического эксперимента. Сравнение результатов численного моделирования потока с экспериментом проводятся по интегральным характеристикам рабочих процессов и по осредненным параметрам потока. Такой способ валидации численных моделей не позволяет однозначно определить цифровой двойник исследуемого процесса, так как не тестируется структура течения, которая определяет его интегральные характеристики. Тестированная таким способом цифровая модель, как правило, справедлива только для одного режима, а совпадение расчета с экспериментом имеет только качественный характер.

Современные цифровые технологии позволяют сблизить численный и физический эксперимент в такой степени, чтобы однозначно, с достаточной надежностью, определить цифровой двойник исследуемого процесса в требуемом диапазоне изменения геометрических и режимных параметров. Такая модель (или результаты, полученные с ее помощью) пригодна для оптимизации. С этой целью в области совершенствования численных моделей необходимо учесть специфику течения в турбинных трактах - прежде всего концевые вторичные явления. В области физического эксперимента необходимо повысить точность измерения локальных параметров потока путем совершенствования, как технологии измерений, так и методики обработки экспериментальных данных. Наиболее перспективным направлением повышения точности и достоверности результатов измере-

ний является грамотный и обоснованный учет периодической нестационарности течения в проточных частях турбомашин.

Актуальность темы диссертации определяется необходимостью развития отечественного производства стационарных газовых турбин, которое стало одним из приоритетных направлений для Российской Федерации.

Создание новых конкурентоспособных тепловых турбин в предельно сжатые сроки может быть достигнуто только на основе достоверного моделирования рабочих процессов, протекающих в проточных частях турбин. Поэтому разработка нового подхода к организации аэродинамических исследований элементов проточных частей паровых и газовых турбин, основанного на тесном взаимодействии расчета и физического эксперимента, является актуальной задачей, решение которой позволит выйти на новый качественный уровень их проектирования.

Цель исследования - разработка научно-технических методов совершенствования аэродинамики проточных частей турбин, основанных на новом уровне взаимодействия расчетных и экспериментальных исследований за счет повышения точности аэродинамического эксперимента, а также разработки новых методик тестирования численных моделей и методик анализа результатов.

Научная новизна работы заключается в создании новой методики валида-ции CFD моделей течения по структуре трехмерного потока в контрольных измерительных сечениях и в получении новых данных по интегральным характеристикам и структуре потока в элементах проточных частей турбин на основе обобщение результатов экспериментально-расчетных исследований.

Практическая ценность представленных в работе выводов и обобщений заключается в возможности получения однозначного, экспериментально обоснованного цифрового двойника потока рабочей среды в проточных частях турбин, открывающего новые широкие возможности для аэродинамического совершенствования тепловых турбин на основе детального анализа структуры трехмерного течения. Это в значительной степени ускорит, упростит и удешевит процесс повышения эффективности стационарных паровых и газовых турбин.

Глава 1. Современные методы и средства моделирования течения рабочей среды в проточных частях турбин

Изучению структуры потока в турбинных трактах посвящено множество фундаментальных экспериментально-аналитических [5, 10, 11, 14, 16, 17, 22, 49], экспериментальных [8, 13, 36, 43, 44, 47, 81], расчетных [33, 64] и расчетно-экспериментальных [15, 40, 45, 72] работ. Распределение по типам исследований, представленное на рисунке 1.1, свидетельствует о преобладании экспериментальных и экспериментально-расчетных работ.

Аналитические Экспериментально-аналитические Экспериментальные Экспериментально-расчетные Расчетные

Экспериментально-расчетные с аналитическим обоснованием

Рисунок 1.1 - Виды исследований аэродинамики проточных частей турбомашин Течение в проточных частях турбомашин имеет ряд особенностей, определяемых спецификой сложной газодинамической системы, которой является тур-бомашина. Помимо разного рода трактов в этой системе имеется ряды неподвижных и вращающихся лопаточных решеток, образующих рабочие ступени, в которых энергия рабочего тела преобразуется в механическую энергию вращения ротора. Энергетические преобразование в турбинных ступенях сопровождаются возникновением крупномасштабных вихревых структур у корня и у периферии лопаточных решеток, а поток в радиальном зазоре над рабочими лопатками генерирует поле индуктивных вихрей. Вихревые структуры образуются и в отрывных

зонах проточных частей турбин: в закромочных следах лопаток, при обтекании различных силовых элементов, расположенных в проточной части, при смешении струй и т.д. Кроме этого необходимо учитывать, что в турбине поток рабочей среды имеет турбулентную структуру с различными характеристиками турбулентности в различных областях проточной части. Указанные вихреобразования обладают запасом кинетической энергии, которая, как правило, диссипируется, что приводит к снижению КПД турбоустановки. Детальное изучение процессов вихреобразования, их источников и структуры может указать пути использования кинетической энергии вихревых структур. Поэтому в любом способе моделирования течения в проточных частях турбомашин следует принимать во внимание сложные процессы энергообмена и необратимые потери энергии, связанные с возможностью внезапного сужения (или расширения) каналов, взаимодействием потока с решетками рабочих колес, а также со смешением потоков.

Известно, что течение в проточных частях турбомашин носит характер развитой турбулентности. Проблеме исследования потоков с развитой турбулентностью посвящено множество работ [1, 2, 3, 21].

Развитый характер турбулентности течения в проточных частях турбома-шин обусловлен не только взаимодействием потока с неподвижными границами каналов, но течением в каналах направляющих и рабочих (вращающихся) решеток. Значительный вклад в необратимые потери энергии вносит также влияние нестационарности потока: разного рода пульсации полного давления и скорости за рабочими лопатками турбомашин, а также смешение турбулентных струй (например - основного потока с протечкой над РЛ). Прежде всего, структура потока определяется взаимным влиянием НА и РК [7, 39, 47, 100] и носит выраженный пространственный характер [8, 36, 44, 46, 47,]. Структура течения за рабочими лопатками турбинных ступеней характеризуется периодической нестационарностью [7, 19, 39, 46, 81] и наличием вторичных течений у корня и периферии [8, 46, 81].

Периодически нестационарный характер обтекания турбинных решеток обусловлен взаимным влиянием НА и РК [7, 19, 24, 39, 46, 51, 100]. В большин-

стве случаев это приводит к заметному увеличению потерь, которое необходимо учитывать в расчетных методиках определения характеристик турбины.

Вторичные течения в зависимости от конструкции ступени и режима ее нагрузки могут охватывать значительную часть высоты канала и оказывают существенное влияние на внутренние потери кинетической энергии [8, 13, 36, 43, 46, 64]. Кроме того, вторичные течения, формируемые последними ступенями, порождают крупномасштабные вихревые структуры [31, 32, 42, 46, 64, 79, 80, 85, 86, 97], взаимодействующие с пристеночными пограничными слоями выходных трактов. Указанное взаимодействие может провоцировать отрыв в выходном тракте или наоборот снижать его вероятность, что определяет качество в последней ступени турбины.

Результаты статистического анализа публикаций с точки зрения решаемых проблем или объектов исследований представлены на рисунке 1.2.

Выходные тракты Влияние радиального зазора над РК Вторичные течения Обтекание профиля Периодическя нестационарность Пространственный характер течения Взаимное влиянием НА и РК

0 5 10 15 20 25 30

Количество публикаций

Рисунок 1.2 - Проблемы аэродинамики тепловых турбин

Из графика видно, что наибольший интерес вызывают измерения и численные исследования трехмерного потока в проточных частях турбинных ступеней и прилегающих к ним трактов. Большинство исследований направлено на изучение вторичных явлений на периферии и в прикорневых областях за рабочим колесом турбинной ступени, т.к. вторичные течения могут вызывать значительные откло-

нения реальных показателей от проектировочных характеристик. Достоверную и подробную информацию о причинах таких отклонений может предоставить только тщательный анализ структуры потока в указанных областях. Такой анализ можно выполнить с помощью адекватной (т.е. тестированной по результатам эксперимента) численной модели течения. Поэтому большинство исследований носит комплексный расчетно-экспериментальный характер.

Бурный рост вычислительных мощностей и стремительное развитие цифровой техники и технологий обеспечили доступ к широкому спектру методов измерения, визуализации и численного моделирования потоков. Однако специфика течения в проточной части турбомашин предъявляет свои требования и накладывает ограничения на использование методов моделирования газодинамических и тепловых процессов в турбомашинах. С учетом этой специфики применение некоторых новых методов становится технически сложным или даже нереальным или слишком затратным. Это касается как физического, так и численного моделирования рабочих процессов в элементах турбомашин.

В свете вышесказанного представляется полезным выполнить анализ современных методов моделирования пространственных течений с точки зрения практической применимости в исследованиях газодинамики турбомашин.

1.1. Физический эксперимент в области аэродинамики турбомашин

Современные методы экспериментальных исследований трехмерных пространственных течений можно разделить на интрузивные (требующие внесение инструмента измерения в поток) и неинтрузивные (бесконтактные).

К системам измерения, основанным на бесконтактных методах, относятся оптические (на основе шлирен-метода - от нем. Schlieren — оптическая неоднородность) и лазерно-оптические измерительные комплексы.

Оптические методы позволяют определить поле показателя преломления светового луча в прозрачной среде, которое путем последующих расчетов преобразуется в поле плотностей (или температур). Они делятся на две группы:

1) теневые методы, в которых определяется угол отклонения светового луча в неоднородностях прозрачной среды;

2) интерференционные методы, основанные на определении разности фаз или разности длин оптических путей двух волн. В эту группу входят методы классической, голографической и спекл-интерферометрии.

Интерференционный и теневой методы дают сведения о разных величинах: показателе преломления и его первой и второй производных соответственно.

Теневой метод, предложенный впервые французским астрономом Фуко в 1858 г., носит название ножа Фуко. В 1864 г. немецкий физик Теплер применил его для исследования газовых неоднородностей. Измеряемой величиной здесь является угол отклонения световых лучей в неоднородностях прозрачной среды.

Интерференционный метод основан на измерении разности фаз или разности длин оптических путей двух волн. Из-за разности фаз деформированного волнового фронта по отношению к сравнительному волновому фронту в результате интерференции происходит изменение интенсивности излучения и, таким образом, структура волнового фронта становится видимой.

По сравнению с теневым методом интерференционный метод дает более подробную информацию об исследуемой модели и является более точным. Он чаще используется для количественных измерений, несмотря на большую сложность, стоимость и, как правило, большую ограниченность диапазона измерений. Таким образом, интерференционный и теневой методы дополняют друг друга. Интерференционный метод является наиболее точным, он позволяет непосредственно измерять абсолютные значения изменения показателя преломления. Теневой метод наиболее чувствителен к резким изменениям показателя преломления и может быть использован для визуализации ударных волн, турбулентных потоков и т. д. Существенным преимуществом теневого метода является исключительная простота экспериментальной установки.

В случае исследования газовых потоков шлирен-методом по значениям показателя преломления может быть найдена плотность или температура газа.

Оптические методы обладают значительными преимуществами по сравнению с другими методами: являясь бесконтактными, не искажают поле плотности (температуры, концентрации); практически не имеют инерционных погрешностей, что позволяет исследовать быстро протекающие процессы; обеспечивают более высокую чувствительность и точность.

Главным недостатком оптических методов при измерении пространственных потоков в проточных частях турбомашин является их ограниченная информативность. Они позволяют определить только одни параметр: плотность или температуру, в то время как при исследовании трехмерного потока необходимо измерять плотность, температуру, давление, а также три проекции вектора скорости потока.

К лазерно-оптическим методам относятся LDA (Laser Doppler Anemometry) и PIV (Particle Image Velocimetry). Метод LDA предназначен для мгновенного измерения одной, двух или трех компонент скорости потока жидкости или газа в точке, тогда как метод PIV применяется для визуализации и измерения двухмерных и трехмерных полей скорости потока. Оба метода основаны на регистрации светового сигнала, отраженного от вводимых в поток мельчайших частиц - т.н. трассеров. Таким образом, строго говоря, эти методы не могут называться прямыми, т.к. в них измеряются скорости трассеров. Тем не менее, при исследованиях двухфазных потоков, имеющих в составе естественные отражающие частицы (например - потоки пара), указанные методы, безусловно, эффективны, особенно в исследованиях на плоских решетках.

С точки зрения применимости в экспериментальных исследованиях течения в проточных частях турбомашин лазерно-оптические методы имеют ряд ограничений. Прежде всего, необходимость введения трассеров в исследуемый поток предполагает наличие повышенного (по сравнению с потоком) давления в генераторе частиц. Для экспериментальных установок, работающих на нагнетание, это значительная техническая проблема. Другим важным ограничением применимости LDA и PIV является возможность измерения только скоростей. Для определения остальных параметров потока требуется дополнительные измерения, на-

пример, пневмометрическим методом. Однако одновременное проведение пнев-мометрических и лазерно-оптических измерений невозможно из-за наличия частиц в потоке.

Интрузивные методы (пневмометрический, термоанемометрический и пье-зорезистивный) широко используются в практике экспериментальных исследований аэродинамики турбомашин.

Наиболее распространенным и хорошо освоенным является пневмометрический метод [26, 27] использующий насадки различных типов (конические, цилиндрические, сферические, дисковых).

Для измерения скорости нестационарных потоков используются метод CTA [53, 66] ("Constant Temperature Anemometry"). Этот метод лежит в основе устройства термоанемометров и пленочных систем измерения массового потока [58, 90].

В последнее время для измерений пульсаций давления все активнее используются малоинерционные пьезорезистивные датчики. На их основе конструируются в основном одноканальные и реже многоканальные насадки.

Каждый из перечисленных интрузивных методов имеет свои недостатки и преимущества. Главным общим недостатком является нарушение структуры исследуемого потока при вводе в него измерительного насадка. Для исключения этого влияния и получения истинных параметров потока в исследуемой точке применяются калибровочные характеристики.

Другим существенным недостатком термоанемометров и малоинерционных пьезокристаллических датчиков является их ограниченная информативность. Самый современный трехниточный термоанемометр дает информацию только о компонентах скорости, а насадок с пьезорезистивным чувствительным элементом - только о давлении.

Полную информацию о параметрах пространственного потока в точке измерения можно получить только с помощью пневмометрического пятиканального зонда. Подобные устройства достаточно хорошо освоены и широко применяются при исследованиях пространственных течений в проточных частях турбомашин. Однако с помощью пневмометрических зондов можно проводить только квази-

стационарные измерения. При этом остается открытым вопрос о влиянии нестационарности, которое особенно важно в областях возможных вторичных течений (прикорневых и периферийных за рабочим колесом).

Этот недостаток теоретически может быть устранен применением пьезок-ристаллов в конструкции пятиканальных пневмоприемников. Но на сегодняшний день размещение пяти кристаллов и организация их электрической разводки приводит к неконкурентным размерам насадка. Кроме того, стоимость такого насадка по сравнению с обычным пневмоприемником возрастает на два порядка.

Таким образом, на сегодняшний день для измерения параметров потока в проточных частях турбин наиболее информативным, приемлемым по цене и трудозатратам является пневмометрический метод. Это подтверждается статистикой применения различных методов измерения параметров потока в экспериментальных исследованиях аэродинамики элементов проточных частей турбомашин.

Аналитический обзор работ по исследованиям аэродинамики элементов проточных частей турбомашин не выявил практического применения оптических систем. Оптико-лазерные системы [68, 82], использовались для исследований на плоских решетках. Единственный пример применения PIV системы для визуализации и измерения поля скоростей за вращающейся решеткой - это опыты, проведенные в институте газодинамики турбомашин Лейбниц университета Ганновера [88]. Также в институте газодинамики турбомашин Лейбниц университета Ганновера выполнялись сравнительные расчетно-экспериментальные исследования структуры потока в выходном комбинированном диффузоре [89]. Траверсирова-ние потока в кольцевом диффузоре выполнялось трехканальным пневмозондом, а в коническом - с помощью LDV (Laser Doppler Velocimetry) системы. Полученные экспериментальные данные сравнивались с результатами численного моделирования. Системы, основанные на принципе термоанемометрии, [59, 62, 69, 72, 83, 92, 99, 107] как правило, использовались в совокупности с пневмометриче-скими насадками [59, 61, 62, 71, 72, 73, 77, 92, 95, 99, 101, 104, 107] или в совокупности с малоинерционными датчиками давления [70, 72]. В последнее время для измерения давления в проточной части турбомашин стали использовать ма-

лоинерционные пьезокристаллические датчики [68, 70, 91, 99], применение которых дает возможность прямого измерения потерь полного напора из-за нестационарности.

Количественное сравнение частоты применения различных методов показано на рисунке 1.3. График показывает, что наибольшей популярностью пользуется пневмометрический метод. Это объясняется, прежде всего, главным достоинством пневмомертического метода - возможностью одновременного измерения всех параметров потока - давления, температуры и вектора скорости. Поэтому современные измерительные системы практически всегда дополняются пневмомет-рическими приемниками.

■ Пневмометрический

■ Термоанемометрический

■ Пеьезоризестивный

■ Лазерно-оптический

Рисунок 1.3 - Статистика применения методов измерения параметров потока в экспериментальных исследованиях течения в элементах проточных частей турбин

Таким образом, практика современного аэродинамического эксперимента в области исследования газодинамики проточных частей турбомашин свидетельствует об актуальности и востребованности традиционного пневмометрического метода измерения параметров потока, особенно в сочетании с современными техническими средствами измерения нестационарности течения.

Как уже отмечалось, при исследовании газодинамических процессов в проточных частях турбомашин наиболее эффективно сочетание физического и численного эксперимента [10, 11, 14, 16, 17, 22, 49]. Результаты численного моделирования позволяют выполнить детальный анализ течения в любой области иссле-

дуемого течения. Физический эксперимент дает основание для валидации численной модели и определяет пределы ее применения при проведении вариантных расчетов или оптимизации. Однако специфика течения и геометрии расчетной области предъявляет особые требования к численному моделированию течения в элементах проточных частей турбомашин.

1.2. Численное моделирование трехмерного течения в турбомашинах

Проблеме моделирования рабочих процессов в турбомашинах посвящено множество работ, которые условно можно разделить на две группы: инженерно-практические, выполненные в рамках проектировочных работ при создании новых турбоагрегатов и т.н. «академические» (постановочные) работы, направленные на отработку методики численного моделирования.

В проектировочных расчетах, выполняемых на предприятиях или по их заказам, часто ограничиваются стационарной постановкой задачи: как правило, преобладает метод КАШ [60, 61, 69, 71, 73, 89, 91, 96, 104, 105]. В большинстве случаев для замыкания системы уравнений Навье-Стокса используется гибридная модель турбулентности ББТ.

В методологических работах наблюдается более тонкий и обоснованный подход к выбору метода расчета, моделей турбулентности и постановки граничных условий [23, 37, 38].

До появления возможности широкого доступа к мощным кластерным вычислительным системам сокращение системных требований к ресурсам при моделировании течений часто достигалось использованием собственных вычислительных пакетов, учитывающих специфику моделируемых течений. При этом использовались общепринятые методы решения и для замыкания уравнений Навье-Стокса. Обобщение многолетнего опыта численного моделирования течения и теплообмена в элементах проточной турбомашин с помощью собственного расчетного пакета БМР кафедры Аэродинамики СПбПУ представлено в работе [38]. В приведенных примерах расчетов потока в решетках профилей РЛ, охлаждающем

канале РЛ, в осерадиальном диффузору выходного тракта ЦНД и в регулирующем клапане ЦВД для решения уравнений Навье-Стокса использовался метод Турбулентность моделировалась с помощью низко- и высокорейнольдсо-вых версий одно- и двухпараметрических моделей турбулентности: модель Спа-ларта-Алмараса, к-е и к-ю модели. В граничных условиях использовались модифицированные пристенные функции. Следует отметить, что все работы были выполнены до 2004 года.

Течение в проточных частях турбомашин в большинстве случаев является закрученным. Закрутка потока - один из ключевых параметров, составляющих специфику задач моделирования рабочих процессов в турбомашинах. В работе [37] сопоставлены результаты расчетов с использованием двухпараметрических моделей турбулентности (стандартная к-е , к-е модель Чена и к-ю SST) а также модели Спаларта-Алмараса ^Л) для закрученных струйных течений в трубе, канале с поворотом на 180о и в коническом диффузоре.

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Семакина Елена Юрьевна, 2021 год

Список литературы

1. Абрамович, Г. Н. Теория турбулентных струй. - Издательство: Кнорус, 2016. - 720 с. (ISBN: 978-5-4365-0031-7)

2. Брэдшоу, П. Введение в турбулентность и ее измерение; Изд-во: М.: Мир, 1974. - 280 с.

3. Волков, К. Н., Емельянов В. Н. Моделирование крупных Вихрей в расчетах турбулентных течений. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. - 368 с.

4. С.А. Галаев, А.И. Кириллов, Е.М. Смирнов, Д.О. Панов Численное моделирование нестационарного течения и теплообмена в выходном диффузоре газовой турбины = Numerical simulation of unsteady flow and heat transfer in a gas turbine exhaust diffuser / С. А. Галаев [и др.] граф., ил. 10.5862/JEST.254.7 Научно-технические ведомости СПбГПУ Санкт-Петербург 2016 № 4 (254) С. 59-68 (Энергетика) ISSN 1994-2354

5. Гоголев, И.Г. Аэродинамические характеристики ступеней и патрубков тепловых турбин / И.Г.Гоголев, А.М. Дроконов. - Брянск: Брянское областное издательство «Грани», 1995. - 258 с.

6. Горлин С.М., Слезингер И. И. Аэромеханичесние измерения. Методы и приборы. М., «Наука», 1964, 720 с.

7. Гребнев, В. К., Левина, М. Е., Чан Ши Фьет. Взаимное влияние двух смежных ступеней // Энергетическое машиностроение. 1973. вып. 16. С. 22 — 28.

8. Гукасова, Е.А., Жуковский, М.И., Завадский, А.М. и др. Аэродинамическое совершенствование лопаточных аппаратов турбин // Госэнергоиздат, 1960. -340 с.

9. Гусева, Е. К. АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕТОДОВ, обеспечивающих ускорение перехода к численно разрешаемой турбулентности при использовании незонных гибридных подходов к расчету турбулентных течений. Автореферат диссертации на соискание степени к. т. н. физ-мат наук. Специальность 01_02_05. С-Пб 2017

10. Дейч М.Е. Техническая газодинамика. - М.: Энергия, 1974. - 592 с.

11. Дейч, М.Е. Газодинамика диффузоров и выхлопных патрубков турбомашин / М.Е. Дейч, А.Е. Зарянкин. - М.: Энергия, 1970.- 384 с.

12. Дубень, А.П. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СЛОЖНЫХ ПРИСТЕНОЧНЫХ ТУРБУЛЕНТНЫХ ТЕЧЕНИЙ НА НЕСТРУКТУРИРОВАННЫХ СЕТКАХ: Автореф. дис. на соиск. уч. степ. канд. физ.-мат. наук: 05.13.18 «математическое моделирование, численные методы и комплексы программ»/ -М., 2014. - 25 с.

13. Зильберман, А.С., Лопатицкий, А.О., Нахман, Ю.В., Вольфсон, И.М., Озер-нов, Л.А., Пахомов, В.А. Дополнительные потери энергии из-за периодической нестационарности потока в рабочих лопатках турбинных ступеней. Теплоэнергетика, 1972. №1.

14. Кириллов, И.И. Теория турбомашин. - Л. : Машиностроение, 1972. - 536 с. С: ил., граф., рис., табл. 26 см. - Библиогр.: с. 527-533.

15. Кириллов, И.И., Агафонов, Б.Н., Черников, В.А. и др. Исследование и отработка ступеней для высокотемпературных газовых турбин. Теплоэнергетика. 1983. №3. с. 50-55.

16. Копелев, С.З., Деревянко А.В., Журавлёв, В.А. и др. Основы проектирования турбин авиадвигателей. М.: Машиностроение, 1988. — 328 с.: ил. — ISBN 5217-00118-6.

17. Копелев, С.З., Тихонов, Н.Д. Расчёт турбин авиационных двигателей. М. Машиностроение 1974, 268с.

18. Кочин, Н.Е. Векторное исчисление и начала тензорного исчисления. Издание 9. "Наука". М. 1965, 426 с.

19. Лапузин, А.В., Лим Ч.С., Субботович, В.П., Юдин А.Ю. Влияние периодически нестационарных процессов на потери в рабочих колесах осевых турбин //Вестник Национального технического университета «ХПИ». - Харьков: НТУ «ХПИ». — 2006. - № 5. - С. 30-35.

20. Лемешко, Б. Ю., Лемешко, С. Б., Постовалов, С. Н., Чимитова, Е. В. Статистический анализ данных, моделирование и исследование вероятностных за-

кономерностей. Компьютерный подход. Новосибирск : НГТУ, 2011. стр. 887. ISBN 978-5-7782-1590-0.

21. Лойцянский, Л.Г. Механика жидкости и газа. - 7-е изд., испр. - М.: Дрофа, 2003. - 840 с. (ISBN 5-7107-6327-6)

22. Мигай, В.К. Проектирование и расчёт выходных диффузоров турбомашин / В.К Мигай, Э.И.Гудков. - Л.: Машиностроение. ЛО, 1981. - 222 с

23. Москвичев А.В. Применимость моделей турбулентности, реализованных в Ansys CFX, для исследования газодинамики в щелевом канале ТНА ЖРДТ. Журнал Вестник Воронежского государственного технического университета, 2013

24. Мухтаров, М. X. Методика оценки потерь в проточной части осевых турбин при расчете характеристик Текст. / М. X. Мухтаров, В. И. Кричакин // Теплоэнергетика. 1969. - №7. - С.27-29.

25. Петунии, А.Н. Измерение воздушных потоков. Промышленная аэродинамика. Вып. 9 М. Москва : Оборонгиз, 1960.

26. Петунин А.Н. Измерение параметров газового потока. Приборы для измерения давления, температуры и скорости. Изд-во: М.: Машиностроение,1974, 260с.

27. Пешехонов Н.Ф. Приборы для измерения давления потока, теглпературы и направления потока в компрессорах. Изд-во «0боронгиз», 1962, 84с.

28. Правила 28 - 64 по применению и проверке расходомеров с нормальными диафрагмами, соплами и трубами Вентури. М. 1965.

29. Правила проверки согласия опытного распределения с теоретическим. Критерии типа хи-квадрат. б.м. : Изд-во стандартов, 2002 г. Ч.1, стр. 87. Р 50.1.033-2001.

30. Семакина Е.Ю.Программа для ЭВМ TraversDataInterpol Интерполяция и 3D представление полей параметров потока. Свидетельство о государственной регистрации №2020614726 от 24.04.2020

31. Семакина, Е. Ю Экспериментальные и численные исследования структуры 3D-потока в отсеке "турбинная ступень-осевой диффузор" / М. С. Зандер, Е.

Ю. Семакина, В. А. Черников // Научно-технические ведомости СПбГПУ .— СПб., 2013 .— № 1 (166) .— С. 197-203 .— : ил., схемы, табл., граф. — (Математические методы. Моделирование. Экспериментальные исследования) .— ISSN 1994-2354 .— Библиогр.: с. 203

32. Семакина, Е.Ю. Аэродинамические характеристики выходного осевого диффузора стационарной газовой турбины при различных режимах её работы / В.А. Черников // Энергетические машины и установки. - 2009. - N 2. - С. 42 -48.

33. Семакина, Е.Ю. К вопросу о численном моделировании трехмерного течения в выходном диффузоре газовой турбины /Кириллов А.И., Семакина Е.Ю., Черников В.А., Юсупов В.Ю. // Научно-технические ведомости СПбГПУ .— СПб., 2015 .— № 4 (231) .— С. 30-35 : ил., граф. — (Энергетика) .— ISSN 1994-2354 .— Библиогр.: с. 34-35

34. Семакина, Е.Ю. Программа для ЭВМ FlowExpert Программа для управления и регистрации данных аэродинамического эксперимента. Свидетельство о государственной регистрации №2020614859 от 24.04.2020.

35. Семакина, Е.Ю. Программа для ЭВМ TraverseDataProcessing Переход через калибровочные зависимости и осреднение параметров потока по данным траверсирования в контрольных измерительных сечениях. Свидетельство о государственной регистрации №2020614778 от 24.04.2020.

36. Семакина, Е.Ю.. Особенности структуры потока в турбинной ступени реактивного типа / В. А. Черников, Е. Ю. Семакина // Теплоэнергетика : ежемесячный теоретический и научно-практический журнал / Российская академия наук. Российское научно-техническое общество энергетиков и электротехников .— М., 2017 .— № 4 .— С. 57-64 .— : ил. — (Паротурбинные, газотурбинные, парогазовые установки и их вспомогательное оборудование) .— ISSN 0040-3636 .— Библиогр.: с. 63-64.

37. Сентябов, А.В., Гаврилов, А.А., Дектерев, А.А. Исследование моделей турбулентности для расчета закрученных течений. Теплофизика и аэромеханика, 2011, том 18, № 1.

38. Смирнов, Е.М., Кириллов, А.И., Рис, В.В. ОПЫТ ЧИСЛЕННОГО АНАЛИЗА ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ТУРБУЛЕНТНЫХ ТЕЧЕНИЙ В ТУРБОМА-ШИНАХ. Журнал «Научно технические ведомости СПбПУ», 2' 2004

39. Чан Ши Фьет Исследование взаимного влияния смежных турбинных ступеней высокого давления: Автореф. дис...канд.техн.наук. - Харьков, 1973. - 24 с.

40. Черников, В.А. Возможные пути повышения экономичности проточных частей паровых и газовых турбин / К.Л. Лапшин, Н.Н. Афанасьева, В.А. Черников и др.// Теплоэнергетика. - N 3. - 1993. - С. 16 - 18.

41. Черников, В.А. Информационно-измерительная система аэродинамического стенда для исследования потока в проточной части отсека «ступень-диффузор» и некоторые результаты испытаний на модели мощной газовой турбины / В.А.Черников, Е.Ю.Семакина, Т.Ф.Баранова // Энергетические машины. - 2009. - № 1 (5). - С.24-34.

42. Черников, В.А. Исследование аэродинамических характеристик блока «ступень - выходной диффузор» стационарной газовой турбины при различных режимах работы. / В.А. Черников, М.С. Зандер // Научно-технические ведомости СПбГПУ.— СПб. - 2011. - N 2(123): Наука и образование. - С. 61 -68.

43. Черников, В.А. Исследование влияния радиального зазора у периферии рабочего колеса на характеристики необандаженной турбинной ступени. -Диссертация. ЛПИ им. М,И. Калинина.- Л. 1969.

44. Черников, В.А. К оценке потерь в рабочих решётках осевых турбинных ступеней в зависимости от углов атаки / В.А.Черников, К.Л.Лапшин // Известия вузов. Энергетика. - 1984. - №1. - С.62-68.

45. Черников, В.А. Методы оптимального проектирования и экспериментальной доводки высоконагруженных ступеней стационарных высокотемпературных газовых турбин / В.А.Черников, К.Л.Лапшин, С.Ю.Оленников. - XXXVI всесоюзная научно-техническая сессия «Состояние и перспективы газодинами-

ческих тепловых исследований в обеспечение повышения температуры газа в стационарных газотурбинных установках». - М.: 1989. С.3

46. Черников, В.А. Повышение эффективности входных трактов, ступеней и выходных диффузоров стационарных газовых турбин для комбинированных газопаровых установок автореф. дис. на соиск. уч. степ. д. т. н. специальность 05.04.12 <Турбомашины и комбинированные турбоустановки>

47. Черников, В.А. Принципы аэродинамического проектирования высокона-груженных ступеней для стационарных газовых турбин / В.А.Черников, И.И.Кириллов, К.Л.Лапшин, Н.Д.Саливон // Энергомашиностроение. - 1985. -№2. - С.2-3.

48. Черников, В.А. Экспериментальный стенд для газодинамических исследований выходных диффузоров и патрубков турбин / В.А.Черников // Теплоэнергетика. - 2008. - N 6. С.49-54.

49. Черников, В.А. Аэродинамические характеристики ступеней тепловых турбин: монография / В.А.Черников, Н.Н.Афанасьева, В.Н.Бусурин и др.; под общ. ред. В.А.Черникова. - Л.: Машиностроение, 1980. - 263 с.

50. Шенк, Х. Теория инженерного эксперимента / Х.Шенк. - М.: Издательство «Мир», 1972. - 382 с.

51. Шубенко-Шубин Л.А., Стоянов Ф.А., Шубенко-Шубин А.Л. Об оценке профильных потерь в турбинной решетке, обтекаемой нестационарным потоком // Энергомашиностроение. - 1972. - № 1. - с. 7-9.

52. Щербаков М. А., Юн А. А., Крылов Б. А.Сравнительный анализ моделей турбулентности с использованием научного кода "Fastest-3D" и коммерческого пакета ANSYS CFX . филиал НТЦ им. А. Люльки ОАО «НПО «Сатурн» Б.А. Крылов МАИ (Технический университет)

53. Ярин, Леонид Петрович Термоанемометрия газовых потоков / Л. П. Ярин, А. Л. Генкин, В. И. КукесЛ. : Машиностроение : Ленингр. отд-ние, 1983198 с. : ил.Библиогр.: с.190-197 : 95 к.

54. Anirban Garai, Laslo T. Diosady, Scott M. Murman, and Nateri K. Madavan DNS OF LOW-PRESSURE TURBINE CASCADE FLOWS WITH ELEVATED IN-

FLOW TURBULENCE USING A DISCONTINUOUS-GALERKIN SPECTRAL-ELEMENT METHOD./ Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachi-nery Technical Conference and Exposition GT2016 June 13 - 17, 2016, Seoul, South Korea. GT2016-56700

55. Atkins, M.,J Secondary Losses and End-wall Profiling in a Turbine Cascade,. 6.M. : IMechE-Paper C255/87, 1987 r.

56. Aschenbruck, J., Hauptmann, T., Seume, J.R. INFLUENCE OF A MULTI-HOLE PRESSURE PROBE ON THE FLOW FIELD IN AXIAL-TURBINES Proceedings of 11 thEuropean Conference on Turbomachinery Fluidynamics & Thermodynamics ETC11, March 23-27, 2015, Madrid, Spain. ETC2015-155

57. Becker, K., Graham, A., Weber, A., Rochhausen, S., Schmid, G. and Rodriguez, J. On the Application of a Harmonic Balance Method With a Volume Source Cooling Model to the Simulation of a Film-Cooled Turbine Stage. Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition GT2016 June 13 - 17, 2016, Seoul, South Korea. GT2016-57199

58. Bellhouse, B. J., and Schultz, D. L., 1966. "Determination of mean and dynamic skin friction, separation and transition in low-speed flow with a thin-film heated element". Journal of Fluid Mechanics, 24(02), p. 379.

59. Christian H. Schulze, Jan Habermann, Stephan Staudacher, Martin G. Rose, Udo Freygang "INFLUENCE OF INFLOW TURBULENCE AND DISTORTION ON A TWO-STAGE LOW PRESSURE AXIAL TURBINE AT LOW REYNOLDS NUMBERS". Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition GT2016 June 13 - 17, 2016, Seoul, South Korea. GT2016-56134.

60. Curkovic, O., Zimmermann, Tobias W., Wirsum, M., Fowler, A., Patel, K. COMPARISON OF 2D AND 3D AIRFOILS IN COMBINATION WITH NON AXISYMMETRIC END WALL CONTOURING: PART 2 NUMERICAL INVESTIGATIONS. Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition GT2016 June 13 - 17, 2016, Seoul, South Korea. GT2016-56914.

61. Curkovic, O., Zimmermann, Tobias W., Wirsum, M., Fowler, A., Patel, K. —COMPARISON OF 2D AND 3D AIRFOILS IN COMBINATION WITH NON AXISYMMETRIC END WALL CONTOURING: PART 2 NUMERICAL INVESTIGATIONS". Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition GT2016 June 13 - 17, 2016, Seoul, South Korea. GT2016-56914.

62. Daniele Infantino, Francesca Satta, Daniele Simoni, Marina Ubaldi, Pietro Zunino, Francesco Bertini "ANALYSIS OF A LPT ROTOR BLADE FOR A GEARED ENGINE. PART II: CHARACTERIZATION OF THE TIME-VARYING FLOW FIELD IN A SINGLE STAGE RESEARCH TURBINE". Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition GT2016 June 13 - 17, 2016, Seoul, South Korea. GT2016-57725.

63. Donghyun Kim, Changmin Son, and Kuisoon Kim. Understanding of Secondary Loss Structures in a Multi-Stage Transonic Compressor Using DES. Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition GT2016 June 13 - 17, 2016, Seoul, South Korea. GT2016-57218

64. Drechsel, B.; Seume, J.R.; Herbst, F. (2016): On the Numerical Prediction of the Influence of Tip Flow on Diffuser Stability, International Journal of Gas Turbine, Propulsion and Power Systems (JGPP), December 2016, Volume 8, Number 3

65. Dun Lin, Xinrong Su, and Xin Yuan. Delayed Detached-Eddy Simulations of a High Pressure Turbine Vane. Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition GT2016 June 13 - 17, 2016, Seoul, South Korea. GT2016-56911

66. El-Gabry LA, Thurman DR, Poinsatte PE (2014) Procedure for determining turbulence length scales using hotwire anemometry. Technical Report NASA/TM— 2014-218403, NASA Glenn Research Center, Cleveland, OH, United

67. Farokhi, S. A Trade-Off Study of the Rotor Tip Clearanze Flow in a Turbine Exhaust Diffuser System / S.Farokhi // ASME Paper 87 - GT 229. - 1987.

68. Gaetani,P., Persico, G., Spinelli, A., Mora,A. "IMPACT OF THE EXPANSION RATIO ON THE UNSTEADY AERODYNAMICS AND PERFORMANCE OF

A HP AXIAL TURBINE". Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachi-nery Technical Conference and Exposition GT2016 June 13 - 17, 2016, Seoul, South Korea. GT2016-56650.

69. Giulio Zamboni, Paolo Adami "ON THE UNSTEADY INTERACTION BETWEEN THE LEAKAGE AND THE MAIN PASSAGE FLOW IN A HIGH PRESSURE TURBINE RIG: CFD URANS INVESTIGATIONS AND COMPARISON WITH THE RIG TEST DATA". Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition GT2016 June 13 - 17, 2016, Seoul, South Korea. GT2016-56041.

70. H. Saathoff A., Deppe, U., Stark, M., Rohdenburg, H. Rohkamm, D. Wulff, and G. Kosyna Steady and Unsteady Casingwall Flow Phenomena in a Single-Stage Low-Speed Compressor at Part-Load Conditions. International Journal of Rotating Machinery September 2003

71. Häfele, M., Traxinger, C., Grübel, M., Schatz, M., Vogt, D. M., Drozdowski, R. Experimental and Numerical Investigation of the Flow in a LP Industrial Steam Turbine With Part-Span Connectors. ASME Turbo Expo 2015. Turbine Technical Conference and Exposition, June 15-19, 2015. Montreal, Quebec, Canada. GT2015-42202.

72. Henke, M., Wein, L., Kluge, T., Yavuz Guendogdu, Marc Heinz-Otto Biester, Joerg R. Seume EXPERIMENTAL AND NUMERICAL VERIFICATION OF THE CORE-FLOW IN A NEW LOW-PRESSURE TURBINE / Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition GT2016. June 13 - 17,2016, Seoul, South Korea. GT2016-57101

73. Henry, C.-H. Ng, John D. Coull PARASITIC LOSS DUE TO LEADING EDGE INSTRUMENTATION ON A LOW PRESSURE TURBINE BLADE. Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition GT2016 June 13 - 17, 2016, Seoul, South Korea. GT2016-57367.

74. Hrvoje Jasak and Gregor Cvijetic IMPLEMENTATION AND VALIDATION OF THE HARMONIC BALANCE METHOD FOR TEMPORALLY PERIODIC NON-LINEAR FLOWS/ Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachi-

nery Technical Conference and Exposition GT2016. June 13 - 17,2016, Seoul, South Korea. GT2016-56254

75. Ignacio Gonzalez-Martino and Sébastien Gautier. UNSTEADY FLOW PHYSICS AND PERFORMANCE PREDICTION OF A 1-1/2 STAGE UNSHROUDED HIGH WORK TURBINE USING THE LATTICE BOLTZMANN APPROACH./ Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition GT2016 June 13 - 17, 2016, Seoul, South Korea. GT2016-56364

76. Kazutoyo Yamada, Masato Furukawa, Yuki Tamura, Seishiro Saito, Akinori Mat-suoka, and Kentaro Nakayama. Large-Scale DES Analysis of Stall Inception Process in a Multi-Stage Axial Flow Compressor. Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition GT2016 June 13 - 17, 2016, Seoul, South Korea. GT2016-57104

77. Kibsey, M. D., Sjolander, S. A. "INFLUENCE OF MACH NUMBER ON PROFILE LOSS OF AXIAL-FLOW GAS TURBINE BLADES". Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition GT2016 June 13 - 17, 2016, Seoul, South Korea. GT2016-56410.

78. Koepplin, V., Herbst, F. and Seume, J. R. CORRELATION-BASED RIBLET MODEL FOR TURBOMACHINERY APPLICATIONS Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition GT2016 June 13 - 17, 2016, Seoul, South Korea. GT2016-56293

79. Kouichi Ishizaka, Susumu Wakazono, M. Yuri, R. Takahashi CFD Studies of Industrial Gas Turbine Exhaust Diffusers// Engineering. - 2003

80. Kuschel, M., Seume, J. R. Influence of Unsteady Turbine Flow on the Performance of an Exhaust Dif-fuser. Kuschel, M.; Seume, J.R. (2010): Influence of the wakes of Rotating Spokes on the Performance of a Turbine Exhaust Diffuser, Journal of Thermal Science, Vol. 19, Issue 3, pp. 206-210

81. Kuschel, M.; Drechsel, B.; Kluß, D.; Seume, J.R. (2015): Influence of Turbulent Flow Characteristics and Coherent Vortices on the Pressure Recovery of Annular Diffusers Part A: Experimental Results, Proceedings of the ASME Turbo Expo

2015, 15-19 June, 2015, Montréal, Canada, GT2015-42476 DOI: 10.1115/GT2015-42476 nISBN: 978-0-7918-5663-5

82. Lengani, D., Simoni, D., Ubaldi, M., Zunino, P., Bertini, F. "EXPERIMENTAL INVESTIGATION ON THE TIME-SPACE EVOLUTION OF A LAMINAR SEPARATION BUBBLE BY POD AND DMD". Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition GT2016 June 13 -17, 2016, Seoul, South Korea. GT2016-57581.

83. Lixiang Wang, Hongwei Ma, Jinghui Zhang "EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF EFFECTS OF RIM SEALING FLOW ON THE FLOW FIELD IN A TURBINE CASCADE PASSAGE WITH DIFFERENT RIM SEAL CONFIGURATIONS". Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition GT2016 June 13 - 17, 2016, Seoul, South Korea. GT2016-56848.

84. Mimic, D., Drechsel, B., Herbst Fl. Correlation Between Pressure Recovery of Highly Loaded Annular Diffusers and Integral Stage Design Parameters. ASME Turbo Expo 2017: Turbomachinery Technical Conference and Exposition, June 26-30, 2017/ Charlotte, North Carolina, USA. GT2017-63586.

85. Mimic, D., J 'atz, Ch., Sauer, Ph., Herbst, F. "Increasing baundary layer stability for varing degrees of diffuser loading " Proceedings of Montr eal 2018 Global Power and Propulsion Forum 7th-9th May, 2018 GPPS-NA-2018-0006

86. Mimic, D., Jatz, Ch., Herbst, F. "CORRELATION BETWEEN TOTAL PRESSURE LOSSES OF HIGHLY LOADED ANNULAR DIFFUSERS AND INTEGRAL STAGE DESIGN PARAMETERS" Proceedings of Shanghai 2017 Global Power and Propulsion Forum 30th October-1st November, 2017. GPPS-2017-0063

87. Onori, M., Amirante, D., Hills, N. J. and Chew, J. W. LES Validation for a Rotating Cylindrical Cavity With Radial Inflow. Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition GT2016 June 13 -17, 2016, Seoul, South Korea. GT2016-56393

88. Opilat, V., Seume, Joerg R. "The Effect operating conditions of the last turbine stage on the perfomancen of an axial exhaust diffuser" Proceedings of ASME Turbo Expo 2011: Turbomachinery Technical Conference and Exposition GT2016 June 06 - 10, 2011, Vancouver, British Colambia, Canada. GT2011-45668.

89. Paulo Cösar Rosales Palomino, Olaf Sieker, Jader Riso Barbosa Jr. RELATYRIO DE ESTEGIO - 3/3 (terceiro de trKs) Pemodo: de 01/12/2008 a 16/01/2009. Hanover (Germany), January 19th of 2009

90. Pucher, P., and Ghl, R., 1987. "Experimental investigation of boundary layer separation with heated thin-film sensors". Journal of Turbomachinery, 109(2), p. 303.

91. R. Schädler1, A. I. Kalfas, R. S. Abhari, G. Schmid, S. Voelker MODULATION AND RADIAL MIGRATION OF TURBINE HUB CAVITY MODES BY THE RIM SEAL PURGE FLOW. Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition GT2016 June 13 - 17, 2016, Seoul, South Korea. GT2016-56661.

92. Ralph J. Volino "CONTROL OF TIP LEAKAGE IN A HIGH PRESSURE TURBINE CASCADE USING TIP BLOWING". Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition GT2016 June 13 -17, 2016, Seoul, South Korea. GT2016-56511.

93. Rappard, A.V. Stroemung in Abgasdiffusoren / A.V.Rappard // Brown Boveri Mitteilungen. - 1977. - №1. - S.60-63.

94. Richard Pichler, James Kopriva, Gregory Laskowski, Vittorio Michelassi, and Richard Sandberg HIGHLY RESOLVED LES OF A LINEAR HPT VANE CASCADE USING STRUCTURED AND UNSTRUCTURED CODES./ Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition GT2016 June 13 - 17, 2016, Seoul, South Korea. GT2016-57189

95. Roland Brachmanski, Reinhard Niehuis ABOUT THE DISTRIBUTION OF THE MACH NUMBER AND LOSSES UNDER CONSIDERATION OF THE DIFFUSION FACTOR: PROFILE DISTRIBUTION AND LOSSES FOR LOW PRESSURE TURBINE PROFILES WITH HIGH DIFFUSION FACTORS UNDER STEADY FLOW CONDITIONS. Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Tur-

bomachinery Technical Conference and Exposition GT2016 June 13 - 17, 2016, Seoul, South Korea. GT2016-57750.

96. Sébastien Le Guyader, Jacques Démolis, Julien Munoz EFFECTS OF TIP SHROUD GEOMETRIES ON LOW-PRESSURE TURBINE PERFORMANCE. Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition GT2016 June 13 - 17, 2016, Seoul, South Korea. GT2016-56006.

97. Sieker, O.; Seume, J.R. (2008): Influence of Rotating Wakes on Separation in Turbine Exhaust Diffusers, Journal of Thermal Science, Vol. 17, Issue 1, pp. 42-49 DOI: 10.1007/s11630-008-0042-9

98. Solkeun Jee, Jongwook Joo, and Gorazd Medic. Large-Eddy Simulation of a High-Pressure Turbine Vane With Inlet Turbulence. Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition GT2016 June 13 -17, 2016, Seoul, South Korea. GT2016-56980

99. Stotz, St., Niehuis, R., Guendogdu, Y. "EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF PRESSURE SIDE FLOW SEPARATION ON THE T106C AIRFOIL AT HIGH SUCTION SIDE INCIDENCE FLOW" Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition GT2016 June 13 -17, 2016, Seoul, South Korea.

100. Thomas, C., Arts, T., Lefebvre M., Liamis, N., Roux, J.-M. Unsteady and Calming Effects Investigation on very High Lift LP Turbine Blade. Part I: Experimental Analysis - Part II: Numerical Analysis // FSME International Gas Turbine Conference Turbo Expo 2002. GT-2002-30227>-2002-30228. - Amsterdam (Netherlands). - 2002.

101. Weiliang Fu, Jie Gao, Chen Liang , Fukai Wang, Qun Zheng and Endong Zhou EXPERIMENTAL INVESTIGATION ON THE ANNULAR SECTOR CASCADE OF A HIGH ENDWALL-ANGLE TURBINE. Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition GT2016 June 13 - 17, 2016, Seoul, South Korea. GT2016-57392.

102. Xiaodi Wu, Fu Chen, and Yunfei Wang. The Effects of Periodic Wakes on Boundary Layer Separation of Low-Pressure Turbine Using Large Eddy Simulation.

Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition GT2016 June 13 - 17, 2016, Seoul, South Korea. GT2016-57205

103. Xiuquan Huang and Dingxi Wang. Stabilizing and Accelerating Solution of Harmonic Balance Equation System Using the LU-SGS and Block Jacobi Methods. Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition GT2016 June 13 - 17, 2016, Seoul, South Korea. GT2016-57292

104. Yang CHEN, Jun LI, Chaoyang Tian ,Gangyun ZHONG , Xiaoping FAN , Xian-glin KONG "Experimental and Numerical Investigations on the Aerodynamic Performance of the Three-Stage Turbine with Consideration of the Leakage Flow Effect". Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition GT2016 June 13 - 17, 2016, Seoul, South Korea. GT2016-56407.

105. Yang Pan, Qi Yuan, QianChtn, Qing Ge, Dawei Ji CFD ANALYSIS OF THE UNSTEADY FLOW IN A TWO-STAGE AXIAL TURBINE. Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition GT2016 June 13 - 17, 2016, Seoul, South Korea. GT2016-56560.

106. Yi Lu, Kai Liu, and W. N. Dawes. Fast High Order Large Eddy Simulations on Many Core Computing Systems for Turbomachinery. Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition GT2016 June 13 - 17, 2016, Seoul, South Korea. GT2016-57468

107. Zimmermann, Tobias W., Curkovic, O., Wirsum, M., Fowler, A., Patel, K. "COMPARISON OF 2D AND 3D AIRFOILS IN COMBINATION WITH NON AXISYMMETRIC END WALL CONTOURING: PART 1 EXPERIMENTAL INVESTIGATIONS". Proceedings of ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition GT2016 June 13 - 17, 2016, Seoul, South Korea. GT2016-56494.