基于并行計算的渦輪葉片復合冷卻數(shù)值模擬.pdf

1、隨著現(xiàn)代數(shù)值傳熱學的發(fā)展，對高速度、大容量汁算機的需求越來越迫切，計算越來越復雜，規(guī)模也呈指數(shù)級增長。如此龐大的運算任務單臺計算機顯然無法勝任。一方面是單處理器性能發(fā)展空間有限，另一方面是專用高檔并行計算機價格又太昂貴，而且舊有的資源又得不到持續(xù)和有效的利用，造成硬件資源空閑和資金浪費。因此，一種能夠充分利用現(xiàn)有計算機軟硬資源，有效發(fā)揮計算資源協(xié)同增強作用，同時滿足實驗室眾多研究人員在任何時候都能方便處理不同任務的需要，又適應非計算機專

2、業(yè)人員掌握和使用的并行計算技術、平臺和實現(xiàn)方法就變得十分重要和具有現(xiàn)實意義。 本文利用實驗室現(xiàn)有計算機資源，在Windows操作系統(tǒng)上搭建了針對渦輪葉片復合冷卻流動和換熱數(shù)值模擬的并行平臺，并對本計算平臺模擬渦輪葉片復合冷卻的流動和換熱問題的基本性能進行了測試。 在此基礎上，對渦輪導向葉片復合冷卻流動和換熱情況進行了數(shù)值模擬：改變吹風比和冷卻結(jié)構(gòu)，研究內(nèi)流冷卻和氣膜冷卻的相互影響情況。通過對四種冷卻結(jié)構(gòu)進行數(shù)值模擬，

3、分別得到四種冷卻方式下葉柵的流動和換熱情況：所有冷卻結(jié)構(gòu)葉柵通道的流場在各種吹風比下相近；內(nèi)流冷卻、內(nèi)流＋氣膜冷卻和強化內(nèi)流＋氣膜冷卻方式下，葉片表面的冷卻效果都是隨吹風比的增加而增加，氣膜冷卻結(jié)構(gòu)葉片表面平均冷卻效果隨吹風比的變化情況較復雜，葉片頭部至葉片弦中區(qū)平均冷卻效果隨吹風比的增加而減小，葉片尾部區(qū)域平均冷卻效果隨吹風比的增加而增加；同樣吹風比條件下，內(nèi)流＋氣膜冷卻結(jié)構(gòu)葉片表面冷卻效果較高；強化內(nèi)流＋氣膜冷卻并不能提高冷卻效果。