Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Study of tip clearance flows
KTH, School of Engineering Sciences (SCI), Aeronautical and Vehicle Engineering, Flight Dynamics.
2018 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

The tip leakage vortex is responsible for the generation of stagnation pressure losses inside the compressor along with the outbreak of rotating stall and surge. The current paper analytically proved that a part of the losses is proportional to the vortex circulation squared. The evolution of this circulation has been investigated as part of a parametric study which tested several clearance heights.

The work consists in adopting a simplified single blade configuration to study the physics of the flow by means of wind tunnel experiments and numerical calculations. Upon visualising the main features of the flow, a model based on the study of jet in crossflows was implemented to describe the tip clearance flow for small gap sizes. For big gaps, the flow is assumed to behave as an isolated wing tip vortex which circulation is easily computed by the so called lifting line theory. The main vortical structures highlighted by the topology of the flow justified the use of the model of a jet in crossflow for small gap sizes. This model was challenged by experimental and numerical data and proved to well predict the evolution of the clearance vortex circulation for an increasing clearance height although some numerical results remain further away from the model.

Abstract [sv]

Gapvirveln är ansvarig för lufttryckförluster i motorn av ett flygplan och kan orsaka utbrottet av kompressorstall och pumpning. Artikeln bevisade matematiskt att en del av de här förlusterna är proportionell mot gapvirvelncirkulationen upphöjd. Utvecklingen av den där cirkulationen undersöktes med hjälp av en parametrisk studie som provkörde flera gapstorlekar.

Arbetet bestå av att adoptera en förenklad enda blad konfiguration för att studera flödes fysik med vindtunnel experiment och flödesberäkningar. Efter att man analyserar flödes viktigaste egenskaper genomfördes en modell baserad på studien av en jet i ett korsflöde. Den här modellen används för att beskriva flödet för små gapstorlekar. För stora gap antar man att flödet beter sig som en vingspetsvirvel som cirkulationen kan beräknas utan svårighet med hjälp av lyftledningsteorin.

Flödes topologi visualiserades tack vare numeriska beräkningar och legitimerade användningen av modellen av en jet i ett korsflöde för små gapstorlekar. Teoretiska, experimentella och numeriska resultat jämfördes och bevisade att modellen väl förutsäger utvecklingen av gapvirvelncirkulationen mot gapstorlek även om några numeriska resultat är långt från modellen.

Place, publisher, year, edition, pages
2018. , p. 13
Keywords [en]
turbomachine, compressor, tip leakage flow, vortex
Keywords [sv]
turbomaskin, kompressor, gapflöde, virvel
National Category
Aerospace Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-244423OAI: oai:DiVA.org:kth-244423DiVA, id: diva2:1290447
External cooperation
Onera
Examiners
Available from: 2019-02-21 Created: 2019-02-20 Last updated: 2019-02-21Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1931 kB)89 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1931 kBChecksum SHA-512
8e05d112be86f60bad70e7b6cf091325ef557443ec285710e8603e6dddc7f9bedbc34e53f440afffdd36c3a340421e58720573c9ee7baa1ac410ba889d87ebab
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Flight Dynamics
Aerospace Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 89 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 221 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf