一种涡轮叶片变厚度陶瓷涂层气热数值分析方法及系统技术方案

技术编号:40520547 阅读:17 留言:0更新日期:2024-03-01 13:38
本发明专利技术涉及燃气涡轮热端部件的热设计校核领域,尤其是涡轮叶片变厚度陶瓷涂层气热数值分析方法及系统,通过确定变厚度陶瓷涂层区域的空间位置并归一化处理,计算变厚度区域内各节点的流向无量纲位置,计算变厚度区域内节点对应的陶瓷层厚度及总厚度,计算节点对应的当地等效导热系数;将区域内的各节点热障涂层的总厚度及对应的等效导热系数赋予至相应的叶片表面边界条件,展开对带有变厚度热障陶瓷涂层的涡轮叶片的气热耦合数值计算。实现对涡轮叶片变厚度热障陶瓷涂层气热耦合数值分析。该方法,既保证数值计算能稳定高效推进,又准确计算模拟变厚度陶瓷涂层对燃气热负荷的阻隔作用。解决涡轮叶片变厚度陶瓷涂层气热数值分析不准确的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃气涡轮热端部件的热设计校核,具体为一种涡轮叶片变厚度陶瓷涂层气热数值分析方法及系统


技术介绍

1、目前涡轮叶片是航空发动机以及重型燃气轮机的重要热端部件之一,工程应用上会在其表面喷涂热障陶瓷涂层以减弱来自燃气的热负荷。相比叶片各处等厚度陶瓷涂层的设计,先进的热障涂层设计通过改变叶片尾缘劈缝处、吸力面喉部处的涂层厚度,以降低其对气动效率的影响。

2、这种变厚度热障陶瓷涂层的使用对传统的气热耦合数值计算以及温度校核工作带来了挑战。在传统等厚度涂层的数值计算中通常使用两种方法来模拟陶瓷涂层的隔热效果:一是在叶片表面赋予固定的热阻值用以计算涂层形成的温差;二是根据陶瓷涂层的实际几何直接绘制网格并赋予陶瓷材料的导热属性,应用数值方法进行计算。

3、然而,在面对变厚度陶瓷涂层的设计时,均无法使用上述传统方法进行有效的分析,原因在于:对于第一种热阻值的方法,其赋予的热阻值都是恒定值,不能准确模拟陶瓷涂层在厚度改变时热阻值的变化;

4、对于第二种方法,热障陶瓷涂层在逐渐变薄的过程中,几何上形成了角度十分小的楔形体,在数本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种涡轮叶片变厚度陶瓷涂层气热数值分析方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的涡轮叶片变厚度陶瓷涂层气热数值分析方法,其特征在于,计算变厚度陶瓷层区域的特征高度的方法为:

3.根据权利要求1所述的涡轮叶片变厚度陶瓷涂层气热数值分析方法,其特征在于,计算变厚度陶瓷层区域内的任意一节点E的流向无量纲位置的方法为:

4.根据权利要求3所述的涡轮叶片变厚度陶瓷涂层气热数值分析方法,其特征在于,计算节点E的无量纲展向高度的方法为:

5.根据权利要求4所述的涡轮叶片变厚度陶瓷涂层气热数值分析方法,其特征在于,计算节点E到节点E在流...

【技术特征摘要】

1.一种涡轮叶片变厚度陶瓷涂层气热数值分析方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的涡轮叶片变厚度陶瓷涂层气热数值分析方法,其特征在于,计算变厚度陶瓷层区域的特征高度的方法为:

3.根据权利要求1所述的涡轮叶片变厚度陶瓷涂层气热数值分析方法,其特征在于,计算变厚度陶瓷层区域内的任意一节点e的流向无量纲位置的方法为:

4.根据权利要求3所述的涡轮叶片变厚度陶瓷涂层气热数值分析方法,其特征在于,计算节点e的无量纲展向高度的方法为:

5.根据权利要求4所述的涡轮叶片变厚度陶瓷涂层气热数值分析方法,其特征在于,计算节点e到节点e在流向方向上的起始点es的距离方法...

【专利技术属性】
技术研发人员:汪翔宇高尚鸿李若诚丰镇平
申请(专利权)人:西安交通大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1