Zpráva o průběhu řešení (2025): Validace pomocí PIV metody a topologie proudění

Obrázek 1 – Porovnání vektorových polí rychlosti a proudnic (PIV vs. CFD)

 

K ověření numerických dat byla použita metoda Particle Image Velocimetry (PIV) v horizontální i vertikální rovině. Toto experimentální měření zachytilo komplexní jevy proudění, jako jsou víry oddělující se od kořene lopatky. Výsledky ukázaly silnou shodu mezi daty CFD a PIV, ačkoli CFD mírně podcenilo velikost oddělujících se vírů při specifických rychlostech bypassu (5–10 m/s).

 

Po ověření proudění kolem kaskády lopatek pomocí měření PIV byla v dalším kroku vyhodnocena aerodynamická síla působící na lopatky kaskády v numerickém modelu CFD. V této fázi jsou prováděny pouze simulace CFD v ustáleném stavu, aby bylo možné vyhodnotit síly působící na lopatky spolu s proudovým polem. Na obrázku 2 je znázorněna aerodynamická síla (směr y) působící na střední lopatku. Složka síly v ose y představuje vztlakovou sílu působící na lopatky. Na obrázku 2 jsou znázorněny aerodynamické síly na sací straně (SS) a tlakové straně (PS) pro vstupní rychlost (V) 5 m/s a tři různé rychlosti obtoku 0 m/s, 5 m/s a 10 m/s.

 

Obrázek 2 – Konturový graf rozložení síly (vztlaku) na střední části lopatky 3D kaskády při hlavním proudu 5 m/s a úhlu náběhu 5 stupňů pro různé rychlosti obtoku (BP) (a) Vstup 5 m/s a rychlost BP 0 m/s (b) Vstup 5 m/s a rychlost BP 5 m/s ( c) Vstup 5 m/s a rychlost BP 10 m/s. (d) Schematický diagram testovací sekce