Моделирование газодинамических характеристик на примере модельной ступени центробежного компрессора

В работе представлены результаты CFD-расчетов двухзвенной центробежной компрессорной ступени с осерадиальным высоконапорным полуоткрытым рабочим колесом и безлопаточным диффузором. Ступень спроектирована профессором А.М. Симоновым в Проблемной лаборатории компрессоростроения ЛПИ на следующие расчетные параметры: условный коэффициент расхода 0,080, коэффициент теоретического напора 0,74, условное число Маха 0,78. Были применены две расчетные сетки – с 2,4 и 4,4 млн ячеек для сектора с одним межлопаточным каналом, а вся ступень целиком рассчитана с более редкой сеткой. Для сопряжения газодинамических параметров на границе областей используются специальные условия интерфейса типа «Stage». В расчетах использовалась модель турбулентности SST. Результаты сопоставления характеристик КПД и напора показали следующее: на исследуемом режиме все три варианта расчета завышают коэффициент теоретического напора на 14,3 %; вид характеристики политропного напора, рассчитанной в постановке 360 градусов, наиболее близок к виду экспериментальной, но абсолютная величина больше на 12 % при условном коэффициенте расхода 0,085; максимальный рассчитанный КПД ступени (окружность 360 градусов) практически равен максимальному измеренному.