c) Sự hội tụ số
4.1.Nghiên cứu sự ảnh hưởng “tĩnh” và “động” của lá cánh
Đầu tiên tác giả xin định nghĩa, mô hình “tĩnh” là mô hình mà tầng lá cánh Stator và Rotor không chuyển động với nhau. Trong khi mô hình “động” là nghiên cứu sự ảnh hưởng chuyển động giữa Stator và Rotor có tính đến sự trượt lên nhau. Rotor sẽ quay với vận tốc góc, còn Stator đứng yên. Trong phần này sẽ nghiên cứu sự ảnh hưởng giữa “tĩnh” và “động” giữa Stator và Rotor.
Hình 4. 3 Tầng turbin cao áp của động cơ GE90.
Do các lá cánh Stator và Rotor có tính chất đối xứng, nên ta chỉ cần xét một cặp cánh Stator và Rotor (như hình 4.4). Tác giả chia lưới có cấu trúc và đều.
Hình 4. 4 Chia lưới có cấu trúc đối với một cặp lá cánh
Sau khi mô phỏng bài toán tác giả thu được một số kết quả. Xét về sự ảnh hưởng của mô hình “động” thì thấy sự ảnh hưởng trường áp suất, vận tốc khi đi qua
mặt phẳng trượt tốt hơn. Mặt phẳng trượt là mặt phẳng giao giữa tầng lá cánh Stator và Rotor. Cụ thể xem xét hình ảnh (hình 4.6, 4.7)
Hình 4. 5 Trường số Mach trên mặt phẳng trung bình đối với trường hợp quay
Hình 4. 6 Trường áp suất tĩnh trên mặt phẳng trung bình đối với trường hợp quay
Qua hình ảnh trên ta đều nhận thấy trưởng vận tốc (hoặc số Mach), áp suất khi đi qua mặt phẳng trượt là không có hiện tượng gì đặc biệt. Điều này chứng tỏ mặt phẳng trượt không ảnh hưởng khi xét trường hợp “động”. Để thấy sự khác biệt giữa mô hình “động” và “tĩnh” ta xem xét kết quả (hình 4.7 và 4.8)
Hình 4. 7 Tỷ số áp suất và vị trí tại mặt phẳng trung bình trên lá cánh Stator
Hình 4. 8 Tỷ số áp suất và vị trí tại mặt phẳng trung bình trên lá cánh Rotor
Qua kết quả này ta nhận thấy có sự khác biệt trong kết quả giữa hai mô hình “động” và “tĩnh”. Tại những điểm mép sau của lá cánh thì kết quả đã có sự chênh lệch. Qua hình ảnh ta cũng thấy rõ, với mô hình không quay thì không xuất hiện những điểm xoáy mạnh ở mép cuối của Stator và đầu mép trước cánh Rotor. Trong
khi quay tầng Rotor thì kết quả hoàn toàn ngược lại. Khi quay do ảnh hưởng của vận tốc góc nên có sự khác biệt trên mép sau cánh Stator và mép trước của Rotor. Hình 4.7 và 4.8 cũng thể hiện điều đó. Nghiên cứu này một lần nữa khẳng định sự khác nhau trong khi mô hình là “động” và “tĩnh”. Khi cần sự chính xác trong nghiên cứu thì nên xét mô hình “động”. Còn khi cần xem xét sự hoạt động bình thường không tính đến sự chính xác của kết quả thì ta chỉ cần xem xét trên mô hình “tĩnh”.