Ansys, Stanford e Honeywell insieme per realizzare motori per velivoli a ridotto consumo di carburante

La crescente richiesta di una maggiore efficienza delle turbine a gas rappresenta per i costruttori l’incentivo a realizzare motori che funzionano a temperature più elevate, il che rappresenta una vera e propria sfida in quanto tali condizioni termiche si avvicinano molto al punto di fusione di alcuni materiali che compongono il motore.

Un metodo consolidato per mantenere le temperature delle pale delle turbina a livelli accettabili è quello di utilizzare il “film-cooling”, una tecnica in cui aria di scarico del compressore, raffreddata viene deviata attorno al combustore, per poi essere espulsa dai fori posizionati sulla superficie della turbina. Un utilizzo eccessivo di aria del compressore per il film cooling della turbina può, tuttavia, ridurre l’efficienza del motore.

Finora la generazione di uno strato di aria fredda sulla superficie della turbina è sempre stato ottimizzato con esperimenti elaborati, se non addirittura con l’ausilio di veri e propri test del motore. Per decenni, i ricercatori hanno sviluppato simulazioni di geometrie di film cooling con l’ambizione di ridurre - se non eliminare – la necessità di avvalersi di impianti di testing dispendiosi sia in termini di tempo che denaro.

Stanford, con il supporto di Honeywell e ANSYS^®, sta realizzando un nuovo tipo di test con velocimetria di risonanza magnetica 3-D per misurare velocità e campo di concentrazione in una sezione di prova. Queste metodologie misurano l’interazione turbolenta tra getti secondari e flusso principale, per diverse configurazioni e orientamenti del getto. Questi set di dati offrono un importante benchmark rispetto al quale paragonare l’ampia gamma di modelli di turbolenza e metodi computazionali di ANSYS. L’obiettivo è quello di sviluppare modelli, metodi e best practice convalidati per la previsione di film cooling.
“E’ la prima volta che una software company supporta una lunga serie di test come questa, dimostrando il proprio impegno verso un continuo aggiornamento dei modelli di turbolenza”, ha dichiarato John K. Eaton, Charles Lee Powell Foundation professor, presso la Stanford School of Engineering. “I nostri sforzi congiunti hanno lo scopo di validare una combinazione di modelli di turbolenza per questi strumenti su campi di flusso complessi, impresa mai compiuta prima d’ora. Condurre questo test su una vasta gamma di condizioni di film cooling offre una prova esaustiva delle funzionalità predittive”.

“A 30.000 piedi di altitudine, il margine di errore deve essere ridotto al minimo”, ha dichiarato Brad Hutchinson, global industry director for industrial equipment and rotating machinery in ANSYS. “Concentrandosi sempre sulla soluzione dei problemi più complessi - come la sfida del thin film cooling affrontata da Honeywell e Stanford - ANSYS garantisce ai clienti la disponibilità di strumenti utili a realizzare prodotti sempre più innovativi”.
ANSYS porta chiarezza e conoscenza per le più pressanti sfide di design attraverso simulazioni veloci, affidabili e accurate. La nostra tecnologia consente alle aziende di tutti i settori di prevedere con certezza il funzionamento dei loro prodotti nel mondo reale. I clienti si affidano al nostro software per garantire l’integrità di prodotto e il successo tramite l’innovazione. Fondata nel 1970, ANSYS ha un organico di oltre 2600 professionisti, molti dei quali esperti in settori quali l’analisi agli elementi finiti, fluidodinamica, elettronica ed elettromagnetica e ottimizzazione di progetto. Con sede a Canonsburg, Pennsylvania, U.S.A. e uffici in 75 paesi, ANSYS Inc. opera con il supporto di partner in oltre 40 paesi. L’azienda è presente in Italia con due uffici a Milano e Roma.