扇形气膜孔冷却效率的数值模拟

摘要

为了改进气膜孔结构,提高航空发动机涡轮叶片表面气膜冷却效率,采用商业软件ANSYS CFX,对扇形圆角扩张气膜孔的气膜冷却效率进行了数值模拟研究.根据绝热壁面假设下的温度分布云图可以发现,冷气在气膜孔的出口区域分叉成两股,冷气分叉使最期望被冷却的孔中心的下游区域没有得到充分冷却.随后又根据流固耦合条件下的模拟结果,提出了定量描述气膜冷却的气膜冷却效率随位置和毕渥数的拟合公式.现有文献关于气膜冷却的研究往往采用冷却效率云图,而采用数学公式定量描述冷却效率的方法不仅更加简洁,而且更便于定量比较不同结构气膜孔的冷却效率.