ارزیابی عددی اثر استفاده از عملگرهای پلاسمایی بر عملکرد یک روتور کمپرسور محوری سرعت پایین در معرض انسداد جریان چرخشی

در این مطالعه به شبیه‌سازی عددی اثرات نامطلوب انسداد جریان چرخشی در یک روتور کمپرسور محوری سرعت پایین و تاثیر اعمال عملگرهای پلاسمایی به عنوان یک روش کنترل فعال در کاهش این ناپایداری‌های جریان، پرداخته شده است. در ابتدا، اثر انسداد جریان چرخشی تحت زاویه 5± و 10± درجه، هم جهت و خلاف جهت دوران روتور، بر عملکرد روتور مورد ارزیابی قرار گرفته است. در ادامه با استفاده از شبیه‌سازی اثرات دینامیک سیالاتی عملگرهای پلاسمایی، تاثیر این روش در کاهش اثرات نامطلوب این نوع از انسداد جریان ارائه شده است. وجود انسداد جریان چرخشی هم جهت با جهت دوران روتور موجب کاهش ضریب افزایش فشار روتور می‌گردد و این در حالی است که جریان چرخشی خلاف جهت دوران روتور با کاهش حاشیه واماندگی همراه بوده است. اعمال عملگرهای پلاسمایی با اصلاح زاویه جریان ورودی به پره، موجبات کنترل جریان و افزایش حاشیه واماندگی را به همراه دارند. در شرایط انسداد جریان خلاف جهت دوران روتور به میزان 5 درجه، عملگرهای پلاسمایی علاوه بر جبران اثرات نامطلوب انسداد جریان، موجب افزایش حاشیه واماندگی به میزان 1/3درصد شده است.

numerical evaluation of the effect of using plasma actuators on the performance of low speed axial compressor rotor subjected to swirl inlet distortion

this paper investigated a numerical simulation of the undesirable effects of swirl inlet distortion on a low-speed axial compressor rotor and the effect of plasma actuators as an active flow control method on reducing these flow instabilities. initially, the effect of co and counter-rotating inlet swirl distortion at angles of ±5 and ±10° on the rotor's performance and efficiency was evaluated. then, using simulations of plasma actuators' fluid dynamics effects, the effect of this method on mitigating the destructive effects of this type of bulk swirl distortion was examined. co-rotation swirl distortion reduces the rotor's total pressure rise coefficient, whereas counter-rotation swirl distortion reduces the stall margin. applying plasma actuators by modifying the rotor inlet flow angle, leading to stall margin improvement. furthermore, in the 5 degree counter rotation swirl distortion case, plasma actuators, in addition to compensating the adverse effects of swirl distortion, increased the stall margin by 1.3%.