Servizio Comunitario di Informazione in materia di Ricerca e Sviluppo - CORDIS

Propulsione con un efficiente rapporto costi/benefici e un risparmio ambientale.

La turbina ad alta pressione (HP) utilizzata nella propulsione degli aeromobili è una struttura complessa la cui progettazione prevede, tra gli altri, una considerazione dei consumi di carburante, dei costi, del peso e delle emissioni. Questi fattori sono direttamente correlati alla durata e all'efficienza della turbina HP, che a loro volta dipendono da complessi flussi di aria e calore all'interno della turbina stessa.
Propulsione con un efficiente rapporto costi/benefici e un risparmio ambientale.
Al fine di migliorare i metodi di modellazione della fluidodinamica computazionale (CFD) utilizzati nella progettazione di turbine HP, è necessario comprendere i complessi fenomeni aerotermici generati all'interno delle turbine. Il progetto TATEF2 ("Turbine aero-thermal external flows 2"), finanziato dall'UE, è stato intrapreso per studiare l'aria esterna e i flussi di calore più importanti, al fine di creare una banca dati che migliori i metodi CFD e quindi ottimizzi il processo di progettazione per una maggiore efficienza con una riduzione dei costi e dei rischi di fallimento.

In primo luogo, i ricercatori hanno valutato l'aeroefficienza termica e le perdite legate alla distorsione della temperatura in entrata e agli effetti dell'ingresso di aria turbinante. Ciò è stato approfondito con uno studio destinato per la prima volta a condurre misurazioni ad elevata attendibilità dell'efficienza complessiva della turbina HP, che ha consentito di determinare la causa principale della perdita della turbina. I ricercatori hanno altresì condotto studi fondamentali sul raffreddamento delle pellicole con potenti tecniche di termografia ottica a infrarossi, in grado di giungere ad un'eccellente risoluzione termica e locale fino ad allora mai ottenuta. Gli studi hanno inoltre portato alla creazione di due banche dati delle caratteristiche prestazionali aerotermiche del raffreddamento di una pellicola destinate a convalidare i metodi CFD e ad ampliare la comprensione della fisica dei flussi.

Infine, i ricercatori hanno migliorato il codice CFD in base agli studi precedenti, migliorando i calcoli sia per la turbolenza sia per il trasferimento di calore, l'ultimo dei quali ha diminuito i tempi di calcolo di un terzo.

In sintesi, il progetto TATEF2 ha portato ad una migliore comprensione dell'aerodinamica complessa e della trasmissione del calore nel raffreddamento di pellicole di base e del comportamento dello stadio della turbina HP, portando a significativi miglioramenti nei metodi di modellazione CFD. Oltre a migliorare le prestazioni dei motori aeronautici, l'implementazione dei risultati dovrebbe diminuire l'impatto ambientale del trasporto aereo che attualmente contribuisce in modo significativo al riscaldamento globale. Il trasporto aereo più verde è un bene per i consumatori, per l'industria e per il pianeta.

Informazioni correlate