NASA HECC 기하학 및 성능 검토 제2부: 제조된 대로의 임펠러 기하학과 설계 의도 임펠러 기하학 간의 기하학적 차이 및 이들이 벨레스(diffuser) 구성 성능에 미치는 영향

초록 NASA 고효율 원심 압축기(HECC) 벨레스(diffuser) 구성에 대한 조사가 수행되었습니다. 이 다단계 조사는 실험 데이터에 대한 계산 모델을 검증하는 데 초점을 맞추었습니다. 검증된 모델은 제조된 대로와 설계 의도 임펠러 사이의 기하학적 차이 영향을 탐구하는 데 사용되었습니다. 마지막으로, 검증된 모델은 실험 용적 간극 연구와 비교하는 데 사용되었습니다. NASA HECC 벨레스 구성 조사 제2부는 제조된 대로 임펠러와 설계 의도 임펠러 간의 기하학 및 성능의 차이를 이해하는 데 초점을 맞추었습니다. 이는 Part I에서 임펠러의 고체 모델에서 개발하여 검증된 As-Manufactured HECC 벨레스 계산 모델과 NASA/CR-2014-218114/Rev1에 발표된 설계 의도 날개 섹션에서 개발된 새로운 모델을 비교하여 달성되었습니다. 1D 성능 값은 제조된 대로의 임펠러가 시뮬레이션된 네 가지 속도선 모두에서 설계 의도에 비해 성능이 저조하다는 것을 보여주었습니다. 프로파일, 하중 및 윤곽에 대한 추가 조사는 제조된 대로의 성능이 설계 의도에 비해 일관되게 저조하다는 것을 나타냈습니다. 성능 차이의 원인을 조사한 결과 임펠러 기하학에서 여러 가지 중요한 변화를 발견했습니다. 관찰된 차이는 다음 네 가지 카테고리로 요약될 수 있습니다: 필렛, 후단 모서리 배출 반경 변동, 분할기 선두 에지 기하학의 불일치 및 주 날개 두께 차이. 조사는 기하학적 차이에 의해 발생한 성능 영향을 정량화하는 방향으로 노력을 전환했습니다. 조사 결과, 탐구한 네 가지 기하학적 차이 중 분할기 날개의 차이가 가장 큰 영향을 미쳤습니다. 이러한 차이는 특히 임펠러 팁 근처의 분할기 선두 에지 근처의 유동 물리학을 가장 두드러지게 변화시켰습니다.