Ottimizzazione del ciclo termodinamico di un motore UHBPR e analisi dei suoi effetti di installazione

The purpose of this work is to analyze the performance of an installed UHBPR turbofan engine on an aircraft, using a fluidodynamics analysis, and to optimize them. The main aim of the optimization is to reduce the thrust-specific fuel consumption, modifying the fundamental cycle’s parameters: bypass pressure ratio, overall pressure ratio and fan pressure ratio. This process is carried out by analyzing its thermodynamic cycle, using special software (GasTurb), and implementing changes in the exhaust geometry, manipulating the 3D model. In the end, a comparison between the two models is made by confronting the results of CFD analysis. The juxtaposition of gross thrust and their values of drag between two different models show the improvements in the optimized model. In addition, the incidence of installation effects is evaluated in terms of drag count.

Lo scopo del presente lavoro è quello di analizzare le prestazioni di un motore turbofan UHBPR installato su un velivolo conducendo un’analisi fluidodinamica e in un secondo momento ottimizzarlo. L’ottimizzazione ha l’obiettivo di ridurre il consumo specifico di combustibile del motore variando i parametri fondamentali del ciclo, quali il rapporto di bypass, il rapporto di compressione totale e il rapporto di compressione del fan. Tale processo viene effettuato mediante l’analisi del suo ciclo termodinamico, utilizzando un software apposito (GasTurb), e attuando delle modifiche della geometria allo scarico. Si sviluppa infine un confronto delle prestazioni dei due modelli estrapolando i risultati di spinta sviluppata e di resistenza globale del velivolo, ottenuti dalle simulazioni CFD, e valutando inoltre l’incidenza delle condizioni di installazione in termini di drag count.