PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Journal of Fluid Mechanics· 2026Q1

Hapsedeki Rotorlar İçin Birleşik Tıkanıklık Modeli

An analytical model for rotors in confined flow across operating regimes

Ilan M. L. Upfal, K. J. McClure, Kirby S. Heck, S. Pieris ve diğerleri

Kısa özet

Yeni bir Birleşik Tıkanıklık Modeli (UBM), geniş bir itme katsayısı ve yanlış hizalanma açısı aralığında hapsedilmiş akışlardaki rotor performansını doğru bir şekilde tahmin eder ve düşük itme ile sınırlı mevcut modellerden daha iyi performans gösterir.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Keyfi itme katsayıları ve yanlış hizalanma açıları için geçerli olan, hapsedilmiş akışlardaki rotorlar için Birleşik Tıkanıklık Modeli (UBM) geliştirildi.
  • UBM, itme, yanlış hizalanma ve tıkanıklık arasındaki eşleşen etkileşimleri yakalayarak büyük girdap simülasyonları ile mükemmel uyum gösterir.
  • UBM, çeşitli uç hız ve tıkanıklık oranlarında kanat çözünürlüklü simülasyonlara karşı doğrulanmış bir kanat-eleman momentum modeline entegre edildi.
  • UBM'ye dayanan bir tıkanıklık düzeltme yöntemi geliştirildi ve sayısal ve deneysel verilere karşı doğrulandı.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

Rotors operating in confined flows, or blockage, are commonly encountered in wind and water tunnels, as well as in shallow or dense deployments of hydrokinetic turbines. Confinement induces a streamwise pressure gradient in the channel, modifying the rotor induction, thrust and power. To account for these effects, physics-based or empirical blockage corrections are used as a transfer function between the dynamics of an object operating in confined and unconfined settings. However, existing blockage models are largely only applicable to rotors operating at relatively low thrust coefficients, such that the assumptions of classical momentum theory are valid. Further, rotors are often partially misaligned with the inflow, which modifies both the geometric blockage and the thrust force, whereas existing blockage models assume perfectly aligned flow conditions. We develop a generalised engineering model for an actuator disk operating in confined flow at arbitrary misalignment angles and thrust coefficients, termed the Unified Blockage Model (UBM). The analytical model shows excellent agreement with large eddy simulations of an actuator disk and elucidates the coupled interactions between thrust, misalignment and blockage. To predict bladed rotor dynamics, the UBM is incorporated into a blade-element momentum model framework and validated against blade-resolved simulations across a wide range of tip-speed and blockage ratios. Finally, a blockage correction method is developed based on the UBM and validated against a suite of numerical and experimental data.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Journal of Fluid Mechanics, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Havacılık ve Uzay Mühendisliği

Aerospace EngineeringEngineering