Modello di calcolo per l’analisi delle prestazioni di un ugello di scarico a doppio flusso

Lo studio eseguito ha come oggetto l’analisi numerica al calcolatore di un ugello di scarico aerodinamico a flussi separati. Esso è costituito da due condotti concentrici che espandono il fluido proveniente dal fan e dalla turbina. La geometria rappresenta un modello in scala del componente di un motore turbofan, ed è denominata in letteratura Dual Separate Flow Reference (DSFR). L’obiettivo dello studio è la costruzione di un reticolo (mesh) tridimensionale adattato al meglio al modello CAD a disposizione, che permetta di ottenere una validazione numerica dei dati sperimentali raccolti in galleria del vento. Dopo averne determinato, tramite analisi numerica, le principali caratteristiche, è stata costruita una mesh, formata da un reticolo interno con 26.6M di celle e un reticolo esterno con 11.5M di celle. Questa è stata successivamente analizzata in termini di Minimum Included Angle e Equangle Skewness, rielaborando, dove necessario, i blocchi tridimensionali che la costituiscono. Infine, è stato impostato il caso ed eseguita la simulazione numerica per un rapporto di espansione pari a 1.4, dalla quale sono stati estratti i valori necessari al calcolo dei Coefficienti di Scarico, Coefficienti di Spinta e Angolo di Spinta. I risultati ottenuti numericamente ricalcano quelli sperimentali con errori relativi contenuti, nonostante alcune limitazioni nel modello legate a difetti del CAD originale. Questo è stato possibile grazie alla buona fattura del reticolo strutturato interno agli ugelli di Fan e Core, il quale, inoltre, ha permesso di limitare le tempistiche di calcolo necessarie alla convergenza della simulazione.