一种燃气涡轮整级叶栅多尺度数值仿真方法技术

本发明专利技术涉及一种燃气涡轮整级叶栅多尺度数值仿真方法，属于燃气涡轮发动机叶片冷却数值仿真技术领域，用于克服现有仿真方法的局限性。所述方法利用多层级计算域模型对燃气涡轮整级叶栅进行数值仿真，获取叶片表面气膜冷却效率分布；在所述多层级计算域模型中：第一层级计算域模型为燃气涡轮整级叶栅计算域模型，其余各层级计算域模型通过对上一层级计算域模型简化获得；逐层级进行数值仿真，获取信息传递面，通过信息传递面传递边界信息。该方法能够在计算资源有限的条件下，提高涡轮动叶片表面气膜冷却流动与传热计算的准确度。表面气膜冷却流动与传热计算的准确度。表面气膜冷却流动与传热计算的准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种燃气涡轮整级叶栅多尺度数值仿真方法


[0001]本专利技术涉及燃气涡轮发动机叶片冷却的数值仿真
，尤其涉及一种燃气涡轮整级叶栅多尺度数值仿真方法。

技术介绍

[0002]燃气涡轮发动机的推力及循环热效率随涡轮前进口温度的提升而增加。由于涡轮前进口温度已经远超涡轮叶片材料的许用温度，需要对叶片设计高效合理的冷却结构进行冷却。为节省实验成本和揭示流动换热机理，通常利用数值仿真的方法对涡轮叶片进行流动换热的研究，从而为冷却结构设计和优化提供依据。
[0003]涡轮叶片外部气膜冷却是一种高效的热防护技术手段，即叶片内冷通道中的冷却气体经叶片表面的离散孔喷射出，并在主流燃气的作用下，贴附在叶片表面形成一层保护气膜，将高温燃气与叶片隔开进而降低壁面热负荷。
[0004]目前，针对涡轮叶片的数值模拟方法通常是将全级环形叶栅简化为单个叶栅，并且对静叶和动叶分别单独进行仿真。但是，静叶和动叶整级叶栅结构更加复杂，受限于计算资源(计算机内存、CPU等)和计算时间，计算域模型只能生成一定数量的网格，流动和传热细节难以精确获得从而导致数值仿真本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气涡轮整级叶栅多尺度数值仿真方法，其特征在于：所述方法利用多层级计算域模型对燃气涡轮整级叶栅进行数值仿真，获取叶片表面气膜冷却效率分布；在所述多层级计算域模型中：第一层级计算域模型为整级叶栅计算域模型，其余各层级计算域模型通过对上一层级计算域模型简化获得；逐层级进行数值仿真，获取信息传递面，通过信息传递面传递边界信息；所述信息传递面为当层级计算域模型要删除的计算域与下一层级计算域模型的公共交界面。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，多层级计算域模型，包括四层级计算域模型：由第一层级计算域模型删除主流进口计算域和冷却腔体计算域获得第二层级计算域模型，静叶区入口界面和气膜孔入口界面为两层级之间的信息传递面；第三层级计算域模型由第二层级计算域模型删除气膜孔区计算域获得，两层级之间的信息传递面为静叶区入口界面和气膜孔出口界面；第四层级计算域模型由第三层级计算域模型删除静止计算域获得，两层级之间的信息传递面为动叶区入口界面和动叶气膜孔出口界面。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当第二层级计算域模型仅保留动叶叶型时，第四层级计算域模型在计算时加入冷却腔区域和气膜孔区域计算域。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，第...

【专利技术属性】
技术研发人员：冀文涛，黄昆，程想，何雅玲，陶文铨，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：