نمذجة أداء محرك التوربين الغازي العابر وتأثير نقل الحرارة: مراجعة شاملة، تحديات البحث، واستكشاف المستقبل

تعتبر محاكاة التوربين الغازي العابرة أداة هامة في تحليل أداء المحرك أثناء تغييرات شروط التشغيل. توفر هذه الورقة مراجعة شاملة لتطور محاكاة التوربين الغازي العابرة، وتأثير نقل الحرارة على الأداء العابر، ومنصات المحاكاة العابرة على مدار السبعين عامًا الماضية. تُبرز الورقة الأساليب المختلفة المستخدمة في محاكاة التوربين الغازي الشاملة العابرة، بما في ذلك نهج الصندوق الأبيض، ونهج الصندوق الأسود، والنهج العددي، وتطوير النماذج لتأثيرات نقل الحرارة، بما في ذلك امتصاص الحرارة، والإفراج عن قمة الشفرات، وتغيرات الخصائص المكونة. بالإضافة إلى ذلك، تم تضمين تطوير منصات المحاكاة العابرة للتوربين الغازي. تم تحديد التحديات التي يجب معالجتها لتحقيق عمليات محاكاة أكثر دقة. بالنسبة لنهجي الصندوق الأبيض والأسود، تحث الظواهر الدينامية المعقدة للمحرك وتأثيرات نقل الحرارة على تطوير منهجيات. بالنسبة للنهج العددي، فإن الطلب العالي على الحوسبة والهندسة للنموذج العابر الكامل الحجم للتوربين الغازي يبطئ تطبيق ديناميكا السوائل الحاسوبية في المحاكاة الشاملة العابرة للتوربين الغازي. بالنسبة لمحاكاة تأثير نقل الحرارة، فإن التعقيد المتزايد في هياكل المحرك وتقنيات التبريد يحث على تطوير نموذج امتصاص حرارة أكثر واقعية. تقترح الورقة أن نهج الصندوق الأبيض يمكن أن يستفيد من طريقة تقوم بنمذجة عدة ديناميات حرارية بدقة. يجب أن تأخذ منهجيات الصندوق الأسود في الاعتبار تأثير نقل الحرارة أثناء النمذجة والتدريب. ويجب أن يحظى تطوير النموذج العابر الكامل الحجم للتوربين الغازي بمزيد من الاهتمام. بالإضافة إلى ذلك، توصي الورقة بتطوير نموذج نقل حرارة أكثر اكتمالًا يشمل تأثيرات الإفراج المحوري، ونماذج نقل حرارة غرفة الاحتراق التفصيلية، وخرائط متقدمة للمكونات.