Javascript must be enabled to continue!
Топологічна оптимізація лопатки осьового компресора авіаційного газотурбінного двигуна
View through CrossRef
The requirements for the efficiency, reliability, and environmental friendliness of technical systems in modern mechanical engineering are constantly increasing. The achievement of high mechanical and functional characteristics with minimal weight is an important task in the development of new engineering designs. The subject of this study is the topological optimization of an aircraft engine’s axial compressor blade. The study focuses on the axial compressor blade of an aircraft gas turbine engine. The study assumed that the blade shape should be simplified, and the blade installation angles, chord, aerodynamic profile, and blade thickness along the entire height did not change. This study aims to minimize the mass of the axial compressor blade of an aircraft engine by topological optimization. Tasks: to perform topological optimization of the compressor blade based on the results of aerodynamic calculations and strength; create a three-dimensional model of the compressor blade considering the results of topological optimization. The study was conducted using a numerical experiment in the Ansys Workbench Student software. When solving the problem, the CFD, FEM, Topology Optimization methods were used. Results: To conduct the study, we simulated streamlining within the first stage and performed strength calculations during the second stage. Topological optimization was performed based on the obtained strength results. Based on the topological optimization results, an updated compressor blade model was built. This study assesses the minimization of the axial compressor blade mass of an aircraft engine by topological optimization. The use of the topological optimization method made it possible to reduce the mass of the compressor blade by 31.4%, while the resulting compressor blade has the required safety margin and the same aerodynamic characteristics as the basic version of the compressor blade. Scientific novelty and practical significance: new data on the possibility of using topological optimization for axial compressor blades The obtained research results can be used in further research on promising gas turbine engine compressors and fans.
National Aerospace University - Kharkiv Aviation Institute
Title: Топологічна оптимізація лопатки осьового компресора авіаційного газотурбінного двигуна
Description:
The requirements for the efficiency, reliability, and environmental friendliness of technical systems in modern mechanical engineering are constantly increasing.
The achievement of high mechanical and functional characteristics with minimal weight is an important task in the development of new engineering designs.
The subject of this study is the topological optimization of an aircraft engine’s axial compressor blade.
The study focuses on the axial compressor blade of an aircraft gas turbine engine.
The study assumed that the blade shape should be simplified, and the blade installation angles, chord, aerodynamic profile, and blade thickness along the entire height did not change.
This study aims to minimize the mass of the axial compressor blade of an aircraft engine by topological optimization.
Tasks: to perform topological optimization of the compressor blade based on the results of aerodynamic calculations and strength; create a three-dimensional model of the compressor blade considering the results of topological optimization.
The study was conducted using a numerical experiment in the Ansys Workbench Student software.
When solving the problem, the CFD, FEM, Topology Optimization methods were used.
Results: To conduct the study, we simulated streamlining within the first stage and performed strength calculations during the second stage.
Topological optimization was performed based on the obtained strength results.
Based on the topological optimization results, an updated compressor blade model was built.
This study assesses the minimization of the axial compressor blade mass of an aircraft engine by topological optimization.
The use of the topological optimization method made it possible to reduce the mass of the compressor blade by 31.
4%, while the resulting compressor blade has the required safety margin and the same aerodynamic characteristics as the basic version of the compressor blade.
Scientific novelty and practical significance: new data on the possibility of using topological optimization for axial compressor blades The obtained research results can be used in further research on promising gas turbine engine compressors and fans.
Related Results
ОПТИМІЗАЦІЯ ПАРАМЕТРІВ ПРОМІЖНОГО ОХОЛОДЖЕННЯ ПОВІТРЯ НАДДУВУ В СУДНОВИХ ДИЗЕЛЬНИХ ДВИГУНАХ
ОПТИМІЗАЦІЯ ПАРАМЕТРІВ ПРОМІЖНОГО ОХОЛОДЖЕННЯ ПОВІТРЯ НАДДУВУ В СУДНОВИХ ДИЗЕЛЬНИХ ДВИГУНАХ
Вступ. Підвищення ефективності суднових дизельних енергетичних установок значною мірою залежить від роботи системи турбонаддуву, яка забезпечує необхідний тиск повітря на впуску. З...
Ідентифікатор передпомпажних станів компресора авіаційного ГТД
Ідентифікатор передпомпажних станів компресора авіаційного ГТД
Surging is a dangerous operating mode of the compressor; in this mode, destabilization and flow stall occur, causing intense pressure fluctuations of the working fluid in the flow ...
Зовнішній опір мотогондоли газотурбінного двигуна з відсмоктуванням примежового шару
Зовнішній опір мотогондоли газотурбінного двигуна з відсмоктуванням примежового шару
When creating new or modernizing existing aircraft models, a lot of attention is paid to the economic indicators of their operation. A parameter characterizing these indicators is ...
Експериментальне моделювання вибухових переломів грудопоперекового відділу хребта
Експериментальне моделювання вибухових переломів грудопоперекового відділу хребта
Актуальність. Вибухові переломи тіл нижньогрудного та поперекового відділів хребта є найбільш розповсюдженими серед усіх пошкоджень та становлять, за даними різних авторів, від 20 ...
АНАЛІЗ ТОЧНОСТІ МЕТОДІВ РОЗРАХУНКУ СИЛ ІНЕРЦІЇ КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНІЗМУ МАЛООБЕРТОВИХ ДИЗЕЛІВ
АНАЛІЗ ТОЧНОСТІ МЕТОДІВ РОЗРАХУНКУ СИЛ ІНЕРЦІЇ КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНІЗМУ МАЛООБЕРТОВИХ ДИЗЕЛІВ
Вступ. Впровадження концепцій Індустрії 4.0 та технологій цифрових двійників (Digital Twins) у суднову енергетику вимагає переходу від класичних спрощених моделей динаміки до преци...
Топологічна оптимізація закапотованого повітряного гвинта БПЛА
Топологічна оптимізація закапотованого повітряного гвинта БПЛА
The subject of this study is the minimization of the duct mass for a ducted propeller of UAV. The object of this study is a two-bladed ducted quadcopter propeller. The peripheral d...
Залишкова фіксованість хребтових сегментів при вибухових переломах грудопоперекового відділу хребта
Залишкова фіксованість хребтових сегментів при вибухових переломах грудопоперекового відділу хребта
Вступ. Вибухові переломи є найбільш поширеними та найбільш тяжкими ушкодженнями хребта. Вибухові переломи характеризуються багатовідламковим ураженням тіла хребця, можуть супроводж...
ПЕРСПЕКТИВНІ НАПРЯМИ ОХОЛОДЖЕННЯ НАДДУВНОГО ПОВІТРЯ СУДНОВИХ МАЛООБЕРТОВИХ ДИЗЕЛІВ З УТИЛІЗАЦІЄЮ ВТОРИННОЇ ТЕПЛОТИ
ПЕРСПЕКТИВНІ НАПРЯМИ ОХОЛОДЖЕННЯ НАДДУВНОГО ПОВІТРЯ СУДНОВИХ МАЛООБЕРТОВИХ ДИЗЕЛІВ З УТИЛІЗАЦІЄЮ ВТОРИННОЇ ТЕПЛОТИ
Вступ. Конструктивно найбільш простою і надійною в експлуатації є тепловикористовуюча система охолодження (ТСО) наддувного повітря ежекторного типу (ЕТСО), в якій функцію компресор...

