تحليل فركانسي ريزش گردابه در كسكيد كمپرسور محوري در اعداد رينولدز متوسط

Frequency Analysis of Vortex Shedding in Cascade of an Axial Compressor in Moderate Reynolds Numbers

در پژوهش حاضر، اندازه گيري و تحليل فركانس بدون بعد (عدد اشتروهال) ريزش گردابه در كسكيد كمپرسور محوري در اعداد رينولدز متوسط، به صورت تجربي انجام گرديده است. ارزيابي اين فركانس، مي تواند در پيش بيني دقيق تر گذار ناشي از دنباله در پايين دست پره، مفيد باشد. براي اندازه گيري ميدان جريان در دنباله، از بادسنج فيلم داغ استفاده شده است. اندازه گيري ها در سه زاويه برخورد متفاوت و محدوده عدد رينولدز 240000 تا 530000 انجام شده است. براساس اين اندازه گيري ها، بين فركانس ريزش گردابه و عدد رينولدز، رابطه اي خطي برقرار است و با افزايش عدد رينولدز، فركانس ريزش گردابه افزايش خواهد يافت. نتايج اين تحقيق نشان مي دهد كه عدد اشتروهال براي اعداد رينولدز كوچكتر يا برابر با 360000 در مقايسه با اعداد رينولدز بالاتر، پراكندگي كمتري دارد. بررسي اثر تغيير زاويه حمله نيز، نشان مي دهد كه كاهش زاويه حمله (افزايش مقدار زاويه حمله)، باعث بزرگ تر شدن ناحيه دنباله خواهد گرديد. همچنين، بر اساس اين تحقيق، داده هاي حاصل از فركانس ريزش گردابه در اعداد رينولدز متوسط و پايين، رفتار متفاوتي را نشان مي دهند كه اين امر منجر به تشكيل لايه مرزي متفاوت در لبه انتهايي پره ها خواهد شد.

In this work, measurement and analysis of the dimensionless frequency (Strouhal number) of vortex shedding of an axial compressor cascade in moderate Reynolds numbers are carried out. Assessment of these measurements can help a more precise prediction of the wake-induced transition on the downstream blades. To measure the flow field in the wake, a hot film anemometry is used. The measurements are conducted at three different incidence angles and the Reynolds numbers ranging from 240000 to 530000 based on the blade chord length and flow velocity. Based upon these measurements, there is linear correlation between the vortex shedding and the Reynolds number, and by increasing the Reynolds number, the vortex shedding frequency increases. The results obtained show that the Strouhal number for the Reynolds number equal or below 360000 has a lower scattering compared with the Reynolds number above 360000. Also decreasing the attack angle increases the wake region. Moreover, the results obtained show that the vortex shedding frequency at moderate and low Reynolds numbers displays different behaviors, which could result in different boundary layer formations at the trailing edge of blades.