三维边界元法与有限差分法在燃气涡轮中的耦合热传导计算

摘要

本文应用边界元法和有限差分法对某气冷燃气涡轮的流体和固体区域进行了气热耦合计算。流体部分计算代码(HIT-NS Code) 求解Navier-Stokes方程，程序采用有限差分方法求解流体区域方程。固体部分计算代码（3D-BEM Code) 应用边界元法求解固体区域热传导方程。文中应用解析解和商业软件对边界元程序进行准确性验证，边界元法的计算结果与解析解以及商业软件模拟结果非常的一致。不同于其它计算方法，边界元法避免了计算域的网格生成工作，节省了数值模拟的前处理和求解时间。另外，边界元法引用了问题的基本解，具有解析与离散相结合的特点，计算精度高。气热耦合分析结果说明耦合热传导分析能够得出较为真实的固体内部温度分布以及涡轮内部真实的热环境。