بررسي تأثير مكان قرارگيري عملگر پلاسما تخليه سد دي‌ الكتريك بر كنترل جريان روي يك رديف پره كمپرسور محوري

Investigation of the Effect of DBD Plasma Actuator Location on Flow Control on Cascade of Axial Compressor

در دهه گذشته، كنترل جدايش جريان بر سطح كسكيد كمپرسور به‌منظور افزايش راندمان و كاهش ميزان افت فشار سكون همواره موردتوجه دانشمندان بوده است. يكي از روش هاي كنترل فعال جريان، استفاده از عملگر پلاسماي تخليه سد دي الكتريك مي باشد. در اين تحقيق، تأثير عملگر پلاسماي تخليه سد دي‌الكتريك بر كنترل جدايش جريان بر روي سطح پره و پوسته يك رديف پره كمپرسور محوري شبيه‌سازي‌شده است. معادلات ناويراستوكس به‌صورت، پايا، تراكم پذير و سه‌بعدي در نظر گرفته‌شده و از مدل اغتشاشي k-w SST ، جهت شبيه سازي جريان مغشوش استفاده‌شده است. نتايج حاصل از شبيه سازي، در ابتدا مورد اعتبارسنجي قرارگرفته و سپس، به بررسي تأثير قرارگيري عملگرهاي پلاسما در سه موقعيت سه مكاني براي استفاده از عملگر پلاسما بر سطح ديواره، بر سطح مكش پره و استفاده هم‌زمان از عملگر پلاسما در هر دو مكان، در زواياي برخورد مختلف جريان پرداخته‌شده است. نتايج حاصل از تحقيق نشان مي دهد كه استفاده از عملگر پلاسما بر سطح پوسته نسبت به استفاده از عملگر پلاسما بر سطح مكش، تأثير بيشتري در بهبود ضريب افت فشار سكون دارد. همچنين، استفاده از عملگر پلاسما بر سطح مكش در زواياي برخورد مثبت و در زاويه برخورد نقطه ي طراحي نسبت به قرارگيري دو نوع ديگر از عملگرهاي پلاسما بر كاهش جدايش گوشه مؤثرتر است.

In the past decade, flow separation control on the compressor cascade surface has been of interest for scientists to increase efficiency and total pressure loss reduction. One method of active flow control is using a Dielectric Barrier Discharge (DBD) plasma actuator. In this research, DBD plasma actuator on flow separation control was stimulated on the blade surface and the of axial compressor cascade. Navier-Stokes equations are considered steady compressible and three-dimensional. The K-3 SST Turbulent model is used to simulate the turbulent flow. After validating the simulating the results, the effect of plasma actuators in three positions was investigated for application of the plasma actuator on the end wall, the suction surface of the blade or simultaneously at both locations at variable inflow angles. The results suggest that the use of plasma actuator on the end wall has a greater effect on decreasing the total pressure loss comparing suction surface. Besides, plasma actuator on the suction surface proved to be more effective for corner separation than the two other types, at positive inflow angles as well as the design point.