М. Ю. Орлов
Системы автоматизированного проектирования
авиационных двигателей и энергетических установок
Электронное учебное пособие
Самара 2011
УДК 621.43.056
Автор: Орлов Михаил Юрьевич
Рецензенты:
зав. кафедрой «Теоретические основы теплотехники и гидромеханики» СГТУ
Кудинов В.А.
научный руководитель НОЦ ГДИ СГАУ, д.т.н., профессор кафедры теории двигателей
СГАУ Матвеев В.Н. <...> Системы автоматизированного проектирования
авиационных двигателей и энергетических установок. <...> Приведена краткая концепция и методология построения виртуальной модели камеры
сгорания и расчет течения газа средствами программного обеспечения ANSYS. <...> Рассматриваются вопросы создания геометрической модели корпуса камеры сгорания,
форсунки с завихрителем, жаровой трубы, сборки элементов камеры сгорания. <...> Приводится
расчет параметров течения газа в камере сгорания. <...> Учебное пособие предназначено для
подготовки специалистов по специальности 160301.65 «Авиационные двигатели и
энергетические установки», специализирующихся по направлению «Менеджмент
энергосберегающих
технологий»
(ГОС-2),
изучающих
дисциплину
«Системы
автоматизированного проектирования авиационных двигателей и энергетических установок»
в 9 семестре, и для специалистов направления подготовки 160700.65 «Проектирование
авиационных и ракетных двигателей», профиль «Менеджмент энергосберегающих
технологий», изучающих дисциплину «Численные методы математического моделирования
в энергетических установках» в 9 семестре, для магистров по направлению подготовки
160700.68 «Двигатели летательных аппаратов», профиль «Менеджмент энергосберегающих
технологий» (ФГОС-3), изучающих дисциплину «Численные методы математического
моделирования» в 9 семестре. <...> В настоящем издании отражен опыт работ, полученный коллективом
кафедры теплотехники и тепловых двигателей при разработке реальных камер
сгорания ГТД
4 <...> Построение виртуальной модели камеры сгорания
Лабораторная работа <...>
Системы_автоматизированного_проектирования_авиационных_двигателей_и_энергетических_установок_[Электронный_ресурс]_.pdf
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ
БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА С.П. КОРОЛЕВА
(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»
М. Ю. Орлов
Системы автоматизированного проектирования
авиационных двигателей и энергетических установок
Электронное учебное пособие
Самара 2011
Стр.1
УДК 621.43.056
Автор: Орлов Михаил Юрьевич
Рецензенты:
зав. кафедрой «Теоретические основы теплотехники и гидромеханики» СГТУ
Кудинов В.А.
научный руководитель НОЦ ГДИ СГАУ, д.т.н., профессор кафедры теории двигателей
СГАУ Матвеев В.Н.
Компьютерная верстка: Некрасова С.О.
Орлов, Михаил Юрьевич. Системы автоматизированного проектирования
авиационных двигателей и энергетических установок. [Электронный ресурс] : электрон.
учеб. пособие / М. Ю. Орлов; Минобрнауки России, Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. С.П.
Королева (нац. исслед. ун-т). – Электрон. текстовые и граф. дан. ( 7,4 Мбайт ). – Самара,
2011. – 1 эл. опт. диск (CD-ROM).
Приведена краткая концепция и методология построения виртуальной модели камеры
сгорания и расчет течения газа средствами программного обеспечения ANSYS.
Рассматриваются вопросы создания геометрической модели корпуса камеры сгорания,
форсунки с завихрителем, жаровой трубы, сборки элементов камеры сгорания. Приводится
расчет параметров течения газа в камере сгорания. Учебное пособие предназначено для
подготовки специалистов по специальности 160301.65 «Авиационные двигатели и
энергетические установки», специализирующихся по направлению «Менеджмент
энергосберегающих технологий» (ГОС-2), изучающих дисциплину «Системы
автоматизированного проектирования авиационных двигателей и энергетических установок»
в 9 семестре, и для специалистов направления подготовки 160700.65 «Проектирование
авиационных и ракетных двигателей», профиль «Менеджмент энергосберегающих
технологий», изучающих дисциплину «Численные методы математического моделирования
в энергетических установках» в 9 семестре, для магистров по направлению подготовки
160700.68 «Двигатели летательных аппаратов», профиль «Менеджмент энергосберегающих
технологий» (ФГОС-3), изучающих дисциплину «Численные методы математического
моделирования» в 9 семестре.
Подготовлено на кафедре теплотехники и тепловых двигателей СГАУ.
© Самарский государственный
аэрокосмический университет, 2011.
2
Стр.2
Содержание
Общие сведения ................................................................................................................................. 4
1. Построение виртуальной модели камеры сгорания ................................................................... 5
Основные возможности ANSYS Workbench ............................................................................... 5
Графический интерфейс ANSYS Workbench .............................................................................. 6
Работа с проектом в ANSYS Workbench...................................................................................... 8
Выполнение работы ..................................................................................................................... 10
1.1 Построение геометрической модели корпуса камеры сгорания ....................................... 10
1. 2 Построение геометрической модели форсунки с завихрителем ...................................... 20
1. 3 Cоздание геометрической модели жаровой трубы ............................................................ 29
1. 4 Сборка элементов камеры сгорания .................................................................................... 38
Содержание отчёта....................................................................................................................... 46
Контрольные вопросы к зачёту по лабораторной работе ........................................................ 46
2. Расчет параметров течения газа в камере сгорания ................................................................. 47
Подготовка геометрических моделей камер сгорания ГТД к расчёту и его выполнение ........ 47
Выполнение лабораторной работы ................................................................................................ 48
2.1 Создание конечно-элементной сетки расчётной области камеры сгорания .................. 48
2.2 Задание граничных условий и настроек решателя ............................................................. 53
2.3 Выполнение расчёта ........................................................................................................ 60
2.4
Представление результатов расчёта ............................................................................... 61
Содержание отчёта....................................................................................................................... 66
Контрольные вопросы к зачёту по лабораторной работе ........................................................ 67
3
Стр.3