重庆理工大学学报(自然科学) ›› 2024, Vol. 38 ›› Issue (7): 273-281.

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低雷诺数涡轮气热耦合仿真及被动优化技术研究

周润祥,王 强,刘思蓉,闫文鑫   

  1. 1.中北大学能源与动力工程学院,太原 030000;2,晋西工业集团有限公司,太原 030000
  • 发布日期:2024-08-13
  • 作者简介:周润祥,硕士研究生,主要从事叶轮机气动热力学研究,E-mail:912805388@qq.com;通信作者王强,博士,副教授,主要从事叶轮机气动热力学研究。

  • Published:2024-08-13

摘要: 针对低雷诺数下涡轮发动机气动效率低、热负荷高的问题,以带有径向冷却通道的NASA-Mark 11型高压涡轮导叶为研究对象,开展基于凹槽和球窝的被动优化技术研究。利用计算流体力学(CFD)数值模拟技术,对 NASA-Mark 11进行全三维气热耦合仿真计算,结合已有NASA实验数据进行验证。结果表明:在换热特性方面,低雷诺数条件下凹槽叶形可以有效改善叶片叶根附近流体的换热特性,降低叶根处的热负荷,凹槽深度越大,换热特性的优化效果越明显;在气动性能方面,球窝结构的叶形优化效果更好,其中深径比小、深度大的球窝叶形减小总压损失的效果显著。

关键词: 低雷诺数;球窝技术;凹槽技术;气动性能;换热特性

中图分类号: 

  • V232.4