Анотація до роботи:

Юдін О. Ю. Пряма, гібридна та обернена задачі для оптимального проектування елементів проточної частини турбомашин. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.16 – Турбомашини та турбоустановки. –Інститут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України, Харків, 2006.

Дисертація присвячена розробленню методів розв'язування прямої, гібридної і оберненої задач розрахунку квазітривимірної течії в решітках турбомашин для їх оптимального проектування. У кожному розробленому методі загальна задача розрахунку течії в шарі змінної товщини подана як обмежена множина не зв'язаних між собою відносно простих задач розрахунку течії у вибраних перерізах цього шару, що забезпечує можливість паралельного розв'язування окремих задач у каналі. Ці задачі розв'язуються методами нелінійного програмування. Вдосконалений метод для визначення граничних умов задачі проектування решіток профілів турбомашин. Спроектовані нові соплові решітки, профіль яких має локальні хвилеподібні контури і його коефіцієнт сумарних втрат значно нижчий, ніж у атласних решіток профілів.

У дисертаційній роботі вирішено актуальне науково-практичне задачі створення методів розв'язування прямої, гібридної і оберненої задач розрахунку квазітривимірної дозвукової безвідривної течії в решітках турбомашин для оптимального проектування елементів проточних частин турбомашин. Основні результати і висновки дисертаційної роботи полягають у такому:

1. Застосування розроблених на сьогоднішній день методів розв'язування прямої, гібридної і оберненої задач розрахунку течії для оптимального проектування решіток турбомашин пов'язане з великими обчислювальними проблемами, тому розроблення нових методів розв'язування цих задач, при вирішенні яких не виникають ітераційні процеси, які не сходяться, і не потрібно зберігання інформації про передісторію пошуку, є актуальним.

2. Запропоновані принципи побудови і вибраний єдиний вид базової функції для апроксимації розподілу функції течії уздовж радіуса в торцевих перерізах проточної частини в межах осьових зазорів ступеня турбомашини і уздовж окружного напряму в поперечних перерізах шару змінної товщини в міжлопаткових каналах.

3. Одержані співвідношення, що апроксимують складні експериментальні залежності втрат енергії, для їх використовування в процесі оптимізації ступеня.

4. Вдосконалений метод для визначення граничних умов задачі проектування решіток профілів турбомашин.

5. Розроблені нові методи розв'язування прямої, гібридної і оберненої задач розрахунку течії в шарі змінної товщини міжлопаткового каналу решітки для їх використовування в задачах оптимального проектування проточних частин турбомашин. У кожному методі загальна задача розрахунку течії в шарі змінної товщини подана як обмежена множина не зв'язаних між собою відносно простих окремих задач розрахунку течії у вибраних перерізах шару, що забезпечує можливість паралельного розв'язування окремих задач у всьому каналі. Окрема задача розв'язується методами нелінійного програмування, в яких не виникають ітераційні процеси, що не сходяться, і не потрібне зберігання інформації про передісторію пошуку.

6. Розроблений комплекс комп'ютерних програм для розрахунку течії в шарі змінної товщини в межах прямої, гібридної і оберненої задач і для розв'язування задач оптимального профілювання турбінної решітки.

7. Порівняльний аналіз експериментальних даних турбінних решіток з результатами розрахунків підтвердив адекватність розроблених математичних моделей. Визначені параметри течії в міжлопаткових каналах турбінних решіток за допомогою методу розв'язування прямої задачі. Спроектовані міжлопаткові канали соплових решіток і відповідні до них профілі за допомогою методу розв'язування оберненої задачі.

8. Розв'язана задача оптимізації профілю соплових решіток турбіни з короткими лопатками (=3) за умов обмежень на локальні мінімальні товщини, мінімальну площу профілю і моменти опору. Спроектовані профілі соплових решіток, які мають локальні хвилеподібні контури, що забезпечило істотне зниження коефіцієнтів сумарних втрат нових решіток (на 1,4 - 2%), і таким чином теоретично підтверджено раніше емпірично встановлений вплив хвилеподібних контурів профілю на зниження вторинних і сумарних втрат у решітці турбомашини.

Публікації автора:

1. Субботович В.П., Юдин А.Ю. Оптимизация ступени с длинными лопатками мощной паровой турбины // Вестник Национального технического университета «ХПИ». - Харьков: НТУ «ХПИ». – 2002. – Т. 12, №9. – С.164–169.

2. Субботович В.П., Юдин А.Ю. О решении задач оптимизации группы турбинных ступеней с длинными лопатками // Вестник Национального технического университета «ХПИ». – Харьков: НТУ «ХПИ». – 2003. – Т. 2, № 9. – С.170–175.

3. Субботович В.П., Юдин А.Ю. Задача расчета скорости на поверхности лопатки турбомашины как задача оптимизации // Вестник Национального технического университета «ХПИ». – Харьков: НТУ «ХПИ». - 2004. – № 12. – С.101–106.

4. Субботович В.П., Юдин А.Ю. Постановка и метод решения гибридных задач расчета течения в решетках турбомашин // Вестник Национального технического университета «ХПИ». – Харьков: НТУ «ХПИ». – 2005. – № 6. – С.44–48.

5. Субботович В.П., Юдин А.Ю. Постановка и метод решения обратной задачи для определения формы межлопаточных каналов кольцевых решеток турбомашин // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». – Харків: НТУ «ХПІ». – 2005. – № 29. – С.49–56.