考虑精铸变形的涡轮叶片气膜冷却效率灵敏度计算方法研究

作     者：尤鑫添 董一巍 刘松 吴超林 郭文 龚雨晗 YOU Xintian;DONG Yiwei;LIU Song;WU Chaolin;GUO Wen;GONG Yuhan

作者机构：厦门大学航空航天学院福建厦门361102 中国航发四川燃气涡轮研究院成都610500 

基　　金：国家科技重大专项(J2019-Ⅱ-0022-0043,J2019-Ⅶ-0013-0153) 国家自然科学基金项目(51705440) 福建省自然科学基金项目(2019J01044) 航空科学基金项目(20170368001,20230003068002) 福建省中科院STS计划配套院省合作重大项目(2022T3071) 

出 版 物：《机械科学与技术》 (Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering)

年 卷 期：2024年第43卷第7期

页      码：1151-1157页

摘      要：精铸加工使得涡轮叶片几何结构与设计之间产生随机性偏差,这一偏差对叶片气膜冷却效率造成不确定性影响。涡轮叶片外形偏差的不确定性是几何层面的小扰动问题。本文通过精铸模拟建立了涡轮叶片精铸变形模型。基于PIV与数值模拟建立了适用于流热耦合计算的Realizable k-epsilon湍流模型,建立了考虑叶片变形的气膜冷却效率灵敏度计算方法,计算了涡轮叶片的气膜冷却效率随吹风比变化的灵敏度。结果表明:涡轮叶片精铸产生的变形越大,对原有气膜冷却效率的损失越大。叶片整体平均形变0.25 mm使得整体气膜冷却效率损失约5%,局部形变如叶尖叶片后缘处的0.70 mm可使叶尖平均气膜冷却效率损失约8%。由灵敏度分析确定的精铸后气膜冷却效率相对误差较明显,达到了1.62%。

主 题 词：涡轮叶片 精铸变形 CFD仿真 气膜冷却效率 灵敏度 

学科分类：082502[082502] 08[工学] 0825[工学-环境科学与工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.13433/j.cnki.1003-8728.20240023

馆 藏 号：203126660...