Observatorio de I+D+i UPM

Memorias de investigación
Proyecto de I+D+i:
NUEVAS TÉCNICAS PARA EL ANÁLISIS DE PROBLEMAS DE VIBRACIONES AEROMECÁNICAS EN TURBINAS DE GAS AERONAÚTICAS
Año:2014
Áreas de investigación
  • Ingeniería aeronaútica,
  • Aeroacústica y vibraciones,
  • Turbomaquinaria
Datos
Descripción
Las turbinas de gas aeronáuticas son dispositivos extremadamente complejos tanto desde el punto de vista mecánico como desde el aerodinámico. Estos motores operan en condiciones extremas, soportando fuerzas aeromecánicas altamente no estacionarias y de alta frecuencia, que generan niveles muy altos de esfuerzos oscilatorios y que aumentan el riesgo de que aparezca fatiga de alto ciclo (HCF). La HCF es un fenómeno muy extendido en las turbinas de gas aeronáuticas que, históricamente, ha dado lugar al fallo prematuro de distintas partes de los motores (fans, compresores, turbinas), con el consiguiente impacto negativo en el campo del transporte aéreo: aumento de costes de mantenimiento, reducción de la operabilidad de las flotas, y en, algunos casos, incluso la pérdida completa del motor o de la aeronave. El trabajo de investigación que se propone en esta memoria se centra en el análisis de dos problemas de vibraciones aeromecánicas que son actualmente de imprtancia crucial para industria: (i) el efecto de las pequeñas imperfecciones (mistuning) en la amplitud de vibración de los álabes, tanto en el caso en que hay contacto con el disco (y hay fricción en las zonas de contacto), como en el caso de los blisks (que están fabricados como una sola pieza, sin zonas de contacto), y (ii) la aparición de la pérdida en compresores. Este trabajo de investigación está dirigido a la generación de nuevo conocimienento acerca de los fenómenos aeromecánicos antes descritos. Este conocimiento es esencial a la hora de tratar de idear nuevas soluciones tecnológicas para predecir, controlar y/o mitigar el efecto de la HCF. Es de esperar que se obtengan resultados nuevos e interesantes dado el enfoque totalmente novedoso que se propone, y que consiste en la combinación de (i) simulaciones numéricas detalladas del comportamiento mecánico de los álabes y de la aerodinámica del flujo de los gases, y (ii) la aplicación de técnicas del campo (más teórico) de los Sistemas Dinámicos (en particular: métodos de perturbaciones asintóticas, análisis de estabilidad, estudio de las conexiones homoclínicas y heteroclínicas en el espacio de fases, y cálculo de soluciones espacialmente localizadas).
Internacional
No
Tipo de proyecto
Proyectos y convenios en convocatorias públicas competitivas
Entidad financiadora
MINISTERIO DE ECONOMIA Y COMPETITIVIDAD
Nacionalidad Entidad
ESPAÑA
Tamaño de la entidad
Desconocido
Fecha concesión
01/08/2014
Esta actividad pertenece a memorias de investigación
Participantes
  • Director: Carlos Martel Escobar (UPM)
  • Codirector: Roque Corral Garcia (UPM)
  • Participante: Juan Angel Martin Bautista (UPM)
  • Participante: Jose Joaquin Sanchez Alvarez (UPM)
Grupos de investigación, Departamentos, Centros e Institutos de I+D+i relacionados
  • Creador: Grupo de Investigación: Dinámica y estabilidad no lineal en ingeniería aeroespacial
  • Departamento: Mecánica de Fluidos y Propulsión Aeroespacial
  • Departamento: Matemática Aplicada a la Ingeniería Aeroespacial
S2i 2017 Observatorio de investigación @ UPM con la colaboración del Consejo Social UPM
Cofinanciación del MINECO en el marco del Programa INNCIDE 2011 (OTR-2011-0236)
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