Computational Investigation of the Three-Dimensional Flow Structure and Losses in a Low Reynolds Number Microturbine
Notice bibliographique
Résumé
In this work, three dimensional numerical studies of the aerodynamics in laminar subsonic cascades at relatively low Reynolds numbers (Re < 2500) are presented. The stator and rotor blade designs are those for a MEMS-based Rankine microturbine power-plant-on-a-chip with 100 micron chord blades. Blade passage calculations in 2D and 3D were done for different Reynolds numbers, four different tip clearances (0%, 5%, 10% and 20%) and four incidences (0°, 5°, 10° and 15°) to determine the flow patterns and compute losses. These conditions are applied to a blade passage without rotation (stator) and with rotation (rotor), both for a stationary and moving outer casing. The 3D blade passage (without tip clearance) indicates the presence of two large symmetric vortices due to the interaction between flow curvature and hub/casing boundary layers. With tip clearance, a secondary vortex appears due to tip flow. This so-called tip vortex becomes dominant in the case of tip clearance above 10%. Relative wall motion also impacts the 3D flow patterns due to the important tangential drag at these low Reynolds numbers. Two dimensional calculations characterize well the flow at the mid-height plane, but are not sufficient for loss predictions due to the omission of the 3D flow structures. The 3D total losses increase dramatically for Re<500, which is similar to 2D studies. This suggests an operating Reynolds number greater than this to obtain efficiency levels necessary to operate a heat engine. The losses also increased monotonically with increasing tip clearance and incidence.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».