Анотація до роботи:

Русанов А.В. Математичне моделювання нестаціонарних в’язких просторових течій у проточних частинах турбомашин. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.05.16 – турбомашини та турбоустановки. – Інститут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України, Харків, 2005.

Дисертаційна робота присвячена питанням створення чисельних моделей газодинамічних процесів у проточних частинах турбомашин різного типу й визначення напрямів їхнього подальшого аеродинамічного вдосконалювання на основі раціональної організації просторової нестаціонарної структури потоку. Розроблено чисельну модель розрахунку просторових нестаціонарних в’язких течій у проточних частинах довільної форми, що має високу обчислювальну ефективність. Наведено результати апробації моделі, що підтверджують її достовірність для широкого діапазону газодинамічних режимів течій і конструкцій проточних частин. Використання розробленої чисельної моделі на ряді машинобудівних підприємств і конструкторських бюро дозволило скоротити час проектування й зменшити число експериментальних досліджень, у деяких випадках на 30 %. Отримані результати чисельних досліджень, виявлені закономірності і явища, а також зроблені узагальнення можливо безпосередньо використати під час проектування й модернізації проточних частин турбомашин для підвищення їхньої аеродинамічної ефективності.

Публікації автора:

1. Аэродинамический расчет и оптимальное проектирование проточной части турбомашин / А.В. Бойко, Ю.Н. Говорущенко, С.В. Ершов, А.В. Русанов, С.Д. Северин – Харьков: НТУ «ХПИ», 2002. – 356 с.

2. Численное моделирование трехмерных вязких течений на основе решения осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса и современной модели турбулентности / С.В. Ершов, А.В. Русанов, Д.И. Бондаренко, Е.В. Еселева // Аэрогидродинамика: проблемы и перспективы: Сборник статей. – Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т «Харьк. авиац. ин-т», 2004. –С. 24 – 32.

3. Русанов А.В. Численный метод расчета трехмерного вязкого течения в турбомашине с учетом нестационарного взаимодействия неподвижных и вращающихся решеток / А.В. Русанов, С.В. Ершов // Совершенствование турбоустановок методами математического и физического моделирования: Сборник научных трудов. ИПМаш НАН Украины. – 1997. – С. 152 – 157.

4. Кудринский А.В. Численный метод расчета двухмерного многокомпонентного течения газа в составных областях сложной формы / А.В. Кудринский, А.В. Русанов, С.В. Ершов // Совершенствование турбоустановок методами математического и физического моделирования: Сборник научных трудов. ИПМаш НАН Украины. – 1997. – С. 165 – 169.

5. Numerical simulation of 3D Flow in Axial Turbomachines / S. Yershov, A. Rusanov, P. Lampart, A. Gardzilewicz, J. wirydczuk, // Task Quarterly. – 1998. – 2, № 2. – P. 319 – 347.

6. Русанов А.В. Однородный алгоритм расчета течений в составных областях произвольной формы / А.В. Русанов, С.В. Ершов, А.В. Кудринский // Авиац.-косм. техника и технология: Вестн. Харьк. авиац. ин-та. – 1998. – Вып. 5. – С. 100 – 103.

7. Русанов А.В. Численное моделирование трехмерного течения вязкого газа в турбомашине с учетом нестационарного взаимодействия лопаточных аппаратов // Авиац.-косм. техника и технология: Вестн. Харьк. авиац. ин-та. – 1998. – Вып. 5. – С. 104 – 108.

8. Русанов А.В. Применение комплекса программ FlowER для расчетов трехмерных вязких течений в радиальных решетках / А.В. Русанов, С.В. Ершов // Авиац.-косм. техника и технология: Вестн. Харьк. авиац. ин-та. – 1998. – Вып. 5. – С. 114 – 116.

9. Ершов С.В. Численное моделирование турбулентных отрывных течений в пространственных решетках с использованием неявной ENO схемы С.К.Годунова / С.В. Ершов, А.В. Русанов // Пробл. машиностроения. – 1998. – 1, N 1. - C. 70 – 78.

10. Ершов С.В. Численный метод расчета трехмерных вязких течений в осерадиальных турбомашинах / С.В. Ершов, А.В. Русанов // Пробл. машиностроения. – 1999. – 2, N 1–2. – C. 27 – 33.

11. Ершов С.В. Влияние надбандажных и диафрагменных протечек на пространственное вязкое течение в турбинной ступени / С.В. Ершов, А.В. Русанов // Пробл. машиностроения. – 1999. – 2, N 3–4. – C. 54 – 59.

12. Русанов А.В. Численное исследование трехмерных турбулентных течений вязкого газа в осерадиальных многоступенчатых турбомашинах. // Совершенствование турбоустановок методами математического и физического моделирования: Сборник научных трудов. ИПМаш НАН Украины. – 2000. – С. 165 – 170.

13. Ершов С.В. Оптимальное пространственное профилирование лопаточных аппаратов турбинных ступеней на основе моделирования трехмерного вязкого течения / С.В. Ершов, А.В. Русанов, А.Ю. Шапочка // Пробл. машиностроения. – 2000. – 3, N 3-4. - C. 36 – 46.

14. Investigation of interaction of the Main flow with root and tip leakage flows in an axial turbine stage by means of a source/sink approach for a 3D Navier-Stokes Solver / P. Lampart, A. Gardzilewicz, S. Yershov, A. Rusanov // Journal of Thermal Science (JTS), International Journal of Thermal and Fluid Sciences. – 2001. – 10, N 3. – Р. 198 – 204.

15. Yershov S.V. Numerical simulation of 3D viscous turbomachinery flow with high-resolution ENO scheme and modern turbulence model / S.V. Yershov, A.V. Rusanov // Task Quarterly. – 2001. – 5, № 4. – P. 479 – 496.

16. 3D multistage computations of turbomachinery flows using different state equations / A. Rusanov, S. Yershov, P. Lampart, J. wirydczuk, A. Gardzilewicz // Task Quarterly. – 2002. – 6, № 4. – P. 591 – 600.

17. Ершов С.В. Распараллеливание вычислений при расчете трехмерных вязких течений в многоступенчатых турбомашинах / С.В. Ершов, А.В. Русанов, Д.С. Ершов // Пробл. машиностроения. – 2002. – 5, N 3. - C. 3 – 8.

18. Ершов С.В. Численное моделирование трехмерных вязких течений несовершенного газа в турбомашинах. Часть 1. Постановка задачи / С.В. Ершов, А.В. Русанов // Пробл. машиностроения. – 2002. – 5, N 4. - C. 18 – 25.

19. Русанов А.В. Метод расчета трехмерных турбулентных течений в проточных частях произвольной формы / А.В. Русанов, С.В. Ершов // Совершенствование турбоустановок методами математического и физического моделирования: Сборник научных трудов. ИПМаш НАН Украины. – 2003. – 1 . – С. 132 – 136.

20. Ершов С.В. Численное моделирование трехмерных вязких течений несовершенного газа в турбомашинах. Часть 2. Численные результаты / С.В. Ершов, А.В. Русанов, П. Лампарт // Пробл. машиностроения. – 2004. – 7, N 2. - C. 14 – 20.

21. Русанов А.В. Универсальный метод организации численного интегрирования уравнений газовой динамики. Постановка задачи // Пробл. машиностроения. – 2004. – 7, N 3. - C. 9 – 13.

22. Lampart P. Computational study of the effect of direction of tip leakage jet re-entry on the downstream flow and efficiency in an HP turbine with short-height blading / P. Lampart, S. Yershov, A. Rusanov // Пробл. машиностроения. – 2004. – 7, N 4. - C. 15 – 23.

23. Аэродинамическое усовершенствование проточной части турбины ГТД на основе расчетов трехмерного вязкого течения. Часть 1. Ступени турбин высокого и низкого давления / С.В. Ершов, А.В. Русанов, Б.В. Исаков, В.Е. Спицын, А.А. Усатенко // Вестн. двигателестроения. – 2004. – Вып. 2. – С. 41 – 46.

24. Аэродинамическое усовершенствование проточной части турбины ГТД на основе расчетов трехмерного вязкого течения. Часть 2. Переходный диффузор и ступень силовой турбины / А.В. Русанов, С.В. Ершов, Б.В. Исаков, В.Е. Спицын, А.А. Усатенко // Авиац.-косм. техника и технология. – 2004. – Вып. 8(16). – С. 46 – 50.

25. Русанов А.В. Численное исследование периодически нестационарного течения вязкого газа во взаимно движущихся лопаточных венцах / А.В. Русанов, С.В. Ершов // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии. – Харьков: НАКУ «ХАИ», 2004. – Вып. 24. – С. 46 – 53.

26. Русанов А.В. Чисельне дослідження періодично нестаціонарної взаємодії лопаткових апаратів, що взаємно рухаються // Збірник наукових праць ХІ ВПС – 2004. – Вип. 1(10). – С. 201 – 206.

27. Русанов А.В. Апробація чисельної моделі в’язкої турбулентної течії газу в широкому діапазоні режимних параметрів // Збірник наукових праць ХІ ВПС – 2004. – Вип. 2(11). – С. 3 – 9.

28. Численное исследование течения в проточной части газовой турбины с интенсивным вдувом охлаждающего воздуха / А.В. Русанов, С.В. Ершов, В.В. Поярков, С.К. Ерохин // Вестник НТУ ХПИ. – Харьков, 2004. – Вып. 12. – С. 95 – 100.

29. Русанов А.В. Численное исследование течения в отсеке высокого давления паровой турбины // Вестник Инж. акад. Украины. – 2004. – № 2. – С. 66 – 71.

30. Русанов А.В. Численное исследование структуры течения в проточной части турбинной ступени с надбандажными уплотнениями // Вестник наук. и техн. – 2004. – № 4 (19). – С. 25 – 30.

31. Rusanov A.V. The new implicit ENO method for 3D viscous multi stage flow calculations / A.V. Rusanov, S.V. Yershov //Computational Fluid Dynamics '96. Proc. 3rd ECCOMAS Computational Fluid Dynamics Conf., September 9–13, 1996, Paris, France. – 1996. – P. 911–916.

32. Rusanov A.V. Numerical method for calculation of 3d viscous turbomachine flow taking into account stator // rotor unsteady interaction / A.V. Rusanov, S.V. Yershov / The 4th Colloq. Process Simulation, ed. A. Jokilaakso, 11–13 June 1997, Espoo, Finland, 1997. – P. 179–197.

33. Calculations of 3D viscous compressible turbomachinery flows / S. Yershov, A. Rusanov, A. Gardzilewicz, P. Lampart // Proc. 2nd Symp. on Comp. Technologies for Fluid/ Thermal/Chemical Systems with Industrial Applications, ASME PVP Division Conf., 1-5 August 1999, Boston, USA, PVP – 1999. – Vol. 397.2. – P. 143 – 154.

34. Investigations of flow characteristics of an HP turbine stage including the effect of tip leakage and windage flows using a 3D Navier-Stokes solver with source/sink-type boundary conditions / P. Lampart, A. Gardzilewicz, S. Yershov, A. Rusanov // Proc. 2000 Int. Joint Power Generation Conf. Miami Beach, Florida, July 23-26, 2000.– IJPGC2000-15004. – P. 1 – 8.

35. The comparison of performance of the Menter shear stress transport and Baldwin-Lomax turbulence models with respect to CFD prediction of losses in HP axial turbine stages / P. Lampart, J. wirydczuk, A. Gardzilewicz, S. Yershov, A. Rusanov // Technologies for Fluid/Thermal/Structural/Chemical Systems with Industrial Applications, ASME 2001, PVP- Vol. 424-2, Р. 1 – 12.

36. Tip leakage / main flow interaction in multi-stage HP turbines with short-height blading / P. Lampart, S. Yershov, A. Rusanov, M. Szymaniak // Proceedings of ASME Turbo Expo, 2004 - GT2004-53882REVISED – Р. 1 – 9.

37. Русанов А.В. Проблемы численного моделирования трехмерных вязких течений в осевых и центробежных компрессорах / А.В. Русанов, С.В. Ершов // Компрессорная техника и пневматика в XXI веке: XIII Международная научно-техническая конференция по компрессоростроению. – Сумы: Изд-во СумГУ, – 2004. – С. 108 – 117.