航空发动机气冷涡轮叶片的气热耦合数值研究
RESEARCH ON CONJUGATE HEAT TRANSFERSIMULATION OF AERO TURBINE ENGINE AIRCOOLEDVANE
摘 要
Abstract
Contents
第一章 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题研究的背景及意义
1.3 航空燃气涡轮冷却技术概述
1.3.1 涡轮冷却技术发展历程简介
1.3.2 涡轮叶片的典型冷却方式
1.3.3 航空发动机涡轮叶片冷却术的设计要求和主要问题
1.4 航空发动机涡轮叶片的换热研究综述
1.4.1 航空发动机燃烧室出口条件对涡轮叶片传热的影响
1.4.2 涡轮叶片的传热过程的实验研究
1.5 航空发动机涡轮叶片的气热耦合数值模拟
1.6 转捩模型研究发展
1.6.1 转捩的基本概念
1.6.2 叶轮机械内的转捩流动
1.6.3 转捩流动的常见数值模拟方法
1.6.4 基于局部变量的转捩模型的发展
1.7 本文的主要研究内容
1.8 本章小结
第二章 数值模拟方法
2.1 引言
2.2 数值模拟程序
2.2.1 Fluent
2.2.2 CFX
2.3 数值计算方法
2.3.1 求解器
2.3.2 湍流模型
2.3.3 转捩模型
2.3.4 分块结构化网格
2.4 数值模拟程序气热耦合计算精度校核
2.5 本章小结
第三章 平板转捩的数值模拟
3.1 引言
3.2 T3系列平板转捩实验的数值模拟
3.2.1 T3系列平板转捩实验工况和计算条件
3.2.2 零压力梯度平板转捩的数值模拟
3.2.3 带有压力梯度平板转捩的数值模拟
3.3 温度梯度对转捩的影响
3.3.1 实验工况和计算条件
3.3.2 计算结果与讨论
第四章 无气膜冷却涡轮叶片的气热耦合数值模拟
4.3 MarkII叶型计算结果讨论
4.3.1 计算结果与实验值的对比
4.3.2 使用不同湍流模型计算的叶片表面边界层流动状态分析
4.4 C3X叶型计算结果讨论
4.5 本章小结
第五章 带有气膜冷却涡轮叶片的气热耦合数值模拟
5.1 引言
5.2 带有前缘气膜冷却的涡轮叶片的气热耦合数值模拟
5.2.1 计算模型和边界条件
5.2.2 计算结果和实验结果的对比
5.2.3 前缘气膜冷却射流对叶片表面的换热影响
5.2.4 前缘气膜冷却射流在叶片表面的流动状态分析
5.3 带有多排气膜冷却的涡轮叶片的气热耦合数值模拟
5.3.1 计算模型和边界条件
5.3.2 计算结果和实验结果的对比
5.3.3 多排气膜冷却的对叶片表面传热的影响
5.3.4 多排气膜冷却的叠加作用
5.3.5 多排气膜冷却在叶片表面的流动状态分析
5.4 本章小结
第六章 涡轮叶片前缘复合冷却的气热耦合数值模拟
6.1 引言
6.2 计算模型和实验工况
6.4.1 涡轮进口温度的径向正弦分布对叶片前缘传热的影响
6.4.2 涡轮进口温度热斑对叶片前缘传热的影响
6.5 叶片表面热障涂层的气热耦合数值模拟
6.6 实际工作条件下的涡轮叶片前缘的气热耦合数值研究
6.7 本章小结
参考文献
哈尔滨工业大学博士学位论文原创性声明
哈尔滨工业大学博士学位论文使用授权书
致 谢
个人简历