Tesi di Laurea

Lo studio dei fenomeni aeroelastici che si manifestano nei palettaggi delle turbine assiali è di estremo interesse per i costruttori di gruppi turbogas. L’aeroelasticità nasce dall’interazione tra il campo fluido e la struttura e porta a vibrazioni autoeccitate della stessa (flutter) le quali possono dar luogo, in alcuni casi, a rotture preventive delle palette. Negli ultimi decenni sono state sviluppate molte metodologie numeriche per lo studio di questo fenomeno con assunzioni semplificative più o meno realistiche. Infatti in questo campo l’accoppiamento tra il dominio aerodinamico e quello strutturale provoca un notevole incremento dello sforzo computazionale rispetto allo studio di un singolo dominio. Lo sviluppo di computer con potenze di calcolo sempre maggiori rende quindi necessario un continuo aggiornamento delle tecniche numeriche di risoluzione del problema aeroelastico, nonché la revisione delle ipotesi semplificative; tali tecniche devono essere successivamente validate attraverso il confronto tra i dati numerici e sperimentali. Lo scopo della tesi è stata la verifica parziale, attraverso un approccio classico, del codice fluidodinamico CFX-TASCflow per l’analisi non stazionaria di palette vibranti.

Il lavoro di tesi è iniziato con una ricerca bibliografica attraverso cui è stato possibile definire la base scientifica di partenza. Il secondo passo è stato quello di acquisire i dati di una standard configuration (ossia di un caso test disponibile in letteratura), di cui sono noti i risultati delle prove sperimentali, necessari per l’implementazione su codice CFX-TASCflow e successiva creazione della griglia quasi 3D del campo fluido (un solo passaggio). Si è passati poi ad un’analisi di sensitività per l’ottimizzazione della “meshatura” attraverso lo studio di deflussi stazionari ed il loro confronto con i dati sperimentali. I risultati numerici ottenuti in questa fase sono in ottima concordanza con quelli misurati nella configurazione standard presa in esame per tutti i tipi di griglia utilizzati.

L’ultima fase è stata quella di creazione di una routine per l’implementazione delle mesh mobili in CFX-TASCflow e successiva validazione del codice numerico in condizioni non stazionarie.