高压涡轮转子篦齿间隙对涡轮盘温度场影响的多场耦合分析研究

目录

声明

致谢

1 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 研究意义

1.1.2 研究目的

1.2 封严篦齿结构对盘腔流动换热研究进展

1.2.1 封严原理

1.2.2 封严间隙对盘腔内流动换热的影响

1.3 涡轮转子盘腔热流固耦合仿真研究进展

1.3.1 单向热流固耦合仿真研究进展

1.3.2 双向热流固耦合仿真研究进展

1.4 主要研究内容

2 数学模型

2.1 流动与传热控制方程

2.2 弹性应力控制方程

2.2.1 应力与应变方程

2.2.2 位移方程

2.2.3 变形连续方程

2.2.4 位移边界条件

2.3 热流固耦合分析基础

2.3.1 固体控制方程

2.3.2 传热控制方程

2.3.3 耦合控制方程

2.4 ANSYS 热流固耦合分析基础

2.4.1 ANSYS平台简介

2.4.2 ANSYS耦合求解策略

2.5 本章小结

3 高压涡轮转子盘腔热流固耦合仿真方法研究

3.1 盘腔单向热流固耦合仿真流程建立

3.2 盘腔双向热流固耦合仿真流程建立

3.3 盘腔热流固耦合仿真分析模型

3.3.1 高压涡轮转子盘腔几何模型的建立

3.3.2 高压涡轮转子盘腔网格模型的建立

3.3.3 高压涡轮转子盘腔分析模型的建立

3.3.4 耦合程序设置

3.4 本章小结

4 盘腔系统单向热流固耦合分析

4.1 不同转速篦齿间隙变化规律

4.2 典型工况下盘腔流场换热对比分析

4.3 典型工况应力应变场仿真结果理论验证

4.3.1 热应变

4.3.2 体积应变

4.3.3 离心应变

4.3.4 组合变形

4.3.5 工况计算

4.3.6 对比分析

4.4 典型工况下固体应力应变场对比分析

4.4.1 典型工况下固体应变场对比分析

4.4.2 典型工况下固体应力场对比分析

4.5 本章小结

5 盘腔系统双向热流固耦合分析

5.1 双向耦合完整历程

5.2 发动机瞬态循环工况下篦齿间隙变化规律

5.3 发动机瞬态循环工况下盘腔系统流动换热瞬态特性分析

5.3.1 慢车历程盘腔流动换热瞬态特性分析

5.3.2 额定转速历程盘腔流动换热瞬态特性分析

5.3.3 停车历程盘腔流动换热瞬态特性分析

5.4 发动机瞬态循环工况下涡轮盘温度应力瞬态特性分析

5.4.1 慢车历程下涡轮盘温度应力瞬态特性分析

5.4.2 额定转速历程下涡轮盘温度应力瞬态特性分析

5.4.3 停车历程下涡轮盘温度应力瞬态分析

5.5 单、双向耦合方法对比分析

5.5.1 单、双向耦合分析方法下篦齿间隙变化规律对比

5.5.2 单、双向耦合分析方法下盘腔流场温度场结果对比

5.6 本章小结

6 结论

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

独创性声明

学位论文数据集