氣冷渦輪氣熱耦合的數(shù)值模擬研究.pdf

1、本文借助計(jì)算流體力學(xué)的最新成果，通過氣熱耦合計(jì)算，研究了氣冷條件下葉柵內(nèi)的流動和傳熱狀況，并借此驗(yàn)證了CFX5軟件進(jìn)行氣熱耦合計(jì)算的能力。本文應(yīng)用CFX5軟件對某高壓級渦輪在考慮冷氣和沒有考慮冷氣條件下進(jìn)行了數(shù)值仿真，冷氣以入口邊界條件的形式加入主流。用氣熱耦合的方法計(jì)算了Hylton實(shí)驗(yàn)研究的MARKⅡ三維燃?xì)鉁u輪葉片的流場與葉片溫度分布。所研究的葉片通過十個圓形徑向通道進(jìn)行空氣冷卻。本文分別用k-ω、k-ε和雷諾應(yīng)力湍流模型進(jìn)行了氣

2、熱耦合計(jì)算，與Hylton提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較，驗(yàn)證了CFX5程序進(jìn)行氣熱耦合計(jì)算能力，并分析了不同湍流模型，不同的材料熱傳導(dǎo)系數(shù)對計(jì)算結(jié)果的影響。此外，本文對某航空用渦輪高壓級靜葉柵，通過在渦輪葉片內(nèi)的冷氣腔開設(shè)吸力面上的冷氣孔，研究了葉片表面冷氣射流場的流動，描述了典型的射流/橫向流動的腎形渦結(jié)構(gòu)在渦輪葉片表面的形成和發(fā)展，闡述了射流運(yùn)動的特點(diǎn)。其次，進(jìn)行了該冷氣渦輪的氣熱耦合計(jì)算，研究了耦合與非耦合情況下所計(jì)算結(jié)果的區(qū)別，并且對該氣