Αντίθετα Περιστρεφόμενες Προπέλες : Μοντελοποίηση με Χρήση Στροβιλής Μεθοδολογίας και Εισαγωγή σε Μοντέλο Κινητήρα Open-Rotor

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία επιχειρείται η μοντελοποίηση των προπελών αντίθετης περιστροφής (Counter or Contra Rotating Propellers), που φέρει ένας Open Rotor κινητήρας, με χρήση στροβιλής μεθοδολογίας. Συγκεκριμένα γίνεται χρήση του υπολογιστικού εργαλείου GENUVP, το οποίο αναπτύχθηκε από το εργαστήριο αεροδυναμικής του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου. Στο πρόγραμμα αυτό ένα πτερύγιο μοντελοποιείται σαν μια επιφάνεια άνωσης που εκπέμπει στοιχεία στροβιλότητας, τα οποία αποτελούν τον ομόρου του πτερυγίου. Τα αποτελέσματα που προκύπτουν από αυτή τη μέθοδο συγκρίνονται με τα αποτελέσματα που δίνουν προσεγγιστικές μέθοδοι, οι οποίες βασίζονται στη θεωρία του δίσκου ορμής. Ακολούθως προτείνεται η χρήση αυτών των αποτελεσμάτων για τον υπολογισμό της λειτουργίας ενός Open Rotor κινητήρα. Για το σκοπό αυτό αναπτύχθηκε μία νέα συνιστώσα στο περιβάλλον του προγράμματος προσομοίωσης κινητήρων PROOSIS. Τέλος, γίνεται μια αξιολόγηση των υφιστάμενων μεθόδων σε σχέση με την προτεινόμενη ενώ γίνονται εισηγήσεις για περαιτέρω βελτίωση της μεθόδου συνοριακών στοιχείων.

In this diploma dissertation the modeling of Counter (or Contra) Rotating Propellers, of an Open Rotor engine, is attempted with the use of a boundary element method. Particularly the program GENUVP, which has been developed from the aerodynamics laboratory of the National Technical University of Athens, is used. In this program a blade is modeled as a lifting surface which emissions vorticity particles, which compose the wake of the blade. The results of this method are compared to the results of methods which make use of several assumptions and are based on the momentum disc theory. Afterwards, the use of these results is suggested for the calculation of the performance of an Open Rotor engine. For this purpose, a new component was developed in the environment of the engine simulation program PROOSIS. Finally, an evaluation of the current methods in relation to the one suggested in this dissertation is discussed, while there are also suggestions for further improvements of the boundary element method.