تحلیل ارتعاشی و بررسی تغییرات فشار بر روتور توربین با تاکید بر تعامل کوپل و بدون کوپل سازه و سیال

پره توربین وظیفه استخراج انرژی در فشار بالا را دارد که در معرض نیروی گریز از مرکز و نیروهای سیال قرار می‌گیرد. در این مقاله ابتدا تحلیل ارتعاشی پره توربین و تاثیر فشار وارد بر سطح روتور در تعامل سازه و سیال بررسی شده است. سپس با مدلسازی و صحت سنجی نتایج و کوپل سیال و سازه، میزان جابجایی وتغییر فرکانس ارتعاشی پره توربین در سه جنس مختلف بررسی می گردد. نتایج نشان می‌دهد با افزایش سرعت ورودی جریان سیال، میزان فشار وارد بر روتور افزایش یافته و در نتیجه دامنه نوسانات ارتعاشی نیز افزایش می‌یابد. همچنین نتایج حاصل از کوپل دو طرفه نشان می‌دهد که تغییرات فشار بر روی روتور در حالت کوپل کمتر و ملایم تر از حالت بدون کوپل می‌باشد. فشار وارد بر سطح روتور از جلوی روتور به مرکز روتور حرکت کرده و همچنین فشار در حالت کوپل در سطح پایینی روتور افزایش و در سطح بالایی روتور کاهش یافته است.

Vibrational analysis and investigation of pressure variations on turbine rotor with emphasis on coupling and uncoupling fluid and solid interaction

The dynamic properties and characteristics of engineering structures may change throughout their lives for a variety of reasons, often over time. In such engineering structures, for which the term timevarying systems can be used, it is important to identify timevarying dynamic parameters, including instantaneous modal frequency, as it can enable engineers to monitor the performance of structures. It also helps to diagnose structural damage and assess the condition of the structure in a costeffective manner. In fact, tools that can correctly obtain characteristics similar to the instantaneous frequency in the analysis of such systems have particular importance. Tools for extracting such characteristics from dynamic responses are known as timefrequency domain analysis methods. These instantaneous characteristics can be used to identify timevarying parameters in these structures, such as timevarying stiffness and damping.In the current paper, two of the most powerful methods of timefrequency domain analysis, namely wavelet analysis, and analytical mode decompositionHilbert, are used to extract instantaneous characteristics. These two methods in extracting the characteristics are compared with each other, their superiority over each other in noise, and no noise conditions are examined. Then, by combining each of these two methods with existing algorithms in the parametric identification of multidegree of freedom timevarying systems, new combinations are introduced that report performance improvements in the identification of timevariable parameters.