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Descripción
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| Es bien conocido que las pequeñas imperfecciones existentes en los álabes de un rótor de turbomaquinaria (conocidas como ?mistuning?) pueden causar un aumento considerable de la amplitud de vibración de la respuesta forzada y, por el contrario, tienen típicamente un efecto beneficioso en el flameo del rótor. Para entender estos efectos se pueden llevar a cabo estudios numéricos del prob- lema aeroelástico completo. Sin embargo, el cálculo de ?mistuning? usando modelos de alta resolución es una tarea difícil de realizar, ya que los modelos necesarios para describir de manera precisa el componente de turbomáquina (por ejemplo rotor) tienen, necesariamente, un número muy elevado de grados de libertad, y, además, es necesario hacer un estudio estadístico para poder explorar apropiadamente las distribuciones posibles de ?mistuning?, que tienen una naturaleza aleatoria. Diferentes modelos de orden reducido han sido desarrollados en los últimos años para superar este inconveniente. Uno de estos modelos, llamado ?Asymptotic Mistuning Model (AMM)?, se deriva de la formulación completa usando técnicas de perturbaciones que se basan en que el ?mistuning? es pequeño. El AMM retiene sólo los modos relevantes para describir el efecto del mistuning, y permite identificar los mecanismos clave involucrados en la amplificación de la respuesta forzada y en la estabilización del flameo. En este trabajo, el AMM se usa para estudiar el efecto del ?mistuning? de la estructura y de la amortiguación sobre la amplitud de la respuesta forzada. Los resultados obtenidos son validados usando modelos simplificados del rotor y también otros de alta definición. Además, en el marco del proyecto europeo FP7 "Flutter-Free Turbomachinery Blades (FUTURE)", el AMM se aplica para diseñar distribuciones de ?mistuning? intencional: (i) una que anula y (ii) otra que reduce a la mitad la amplitud del flameo de un rotor inestable; y las distribuciones obtenidas se validan experimentalmente. Por último, la capacidad de AMM para predecir el comportamiento de flameo de rotores con ?mistuning? se comprueba usando resultados de CFD detallados. | |
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Internacional
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Si |
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ISBN
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Tipo de Tesis
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Doctoral |
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Calificación
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Sobresaliente |
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Fecha
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03/12/2015 |