叶片三维换热边界计算方法技术

技术编号:43889698 阅读:22 留言:0更新日期:2025-01-03 13:05
提供一种叶片三维换热边界计算方法,包括如下步骤:建立叶片三维坐标系,通过计算流体力学方法获得叶片的三维流场;建立叶片二维坐标系,获取二维网格;建立叶片同一位置的三维坐标与二维坐标的转换关系;在三维流场内提取叶片上的流线,获取流线上的离散点的换热边界和三维坐标;将流线上离散点的三维坐标转化为二维坐标系内的点位,并对该点位赋值换热边界;对该点位处的换热边界在二维网格内进行插值,计算出二维坐标系内各点位的换热边界。上述叶片三维换热边界计算方法能够获得更为精准的换热边界条件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航空发动机的叶片领域,具体涉及叶片热边界计算方法领域。


技术介绍

1、为设计出在高温环境下能正常工作的高压涡轮叶片,需要在涡轮叶片冷却设计过程中能准确预测出整个叶片的三维温度分布,并根据结果判断设计是否符合材料许用温度要求。能否准确预测涡轮叶片在实际工作环境下的叶片温度分布,是设计过程中判断冷却结构是否满足设计要求的前提。叶片三维温度场仿真计算本质上是一种固体的导热计算,其计算精度和施加的边界条件准确性直接相关,在仿真过程中得到准确的叶片三维温度分布的关键是准确给出叶片燃气侧的换热边界条件。

2、叶片燃气侧的边界条件包括叶身和缘板的换热边界条件,对于高压涡轮的无冠动叶结构,还需考虑平叶尖或凹槽叶尖上的换热边界。通常情况下,在叶片温度场计算时,施加的燃气侧换热边界为需要给出换热系数和换热温度的第三类换热边界。

3、现有计算叶片表面换热边界的方法大致可以分为两类:一种是直接采用计算流体方法(computational fluid dynamics,cfd)求解,另一种是采用工程算法。cfd方法在三维坐标系下进行流场的模拟、本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.叶片三维换热边界计算方法,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的叶片三维换热边界计算方法,其特征在于,分别建立叶身二维坐标系和缘板二维坐标系。

3.如权利要求2所述的叶片三维换热边界计算方法,其特征在于,将沿叶身的弧长方向定义为叶身二维坐标系的第一维,将叶身的径向方向定义为叶身二维坐标系的第二维。

4.如权利要求3所述的叶片三维换热边界计算方法,其特征在于,将吸力面尾缘设置在第一维的正向,将压力面尾缘设置在第一维的负向,将叶片前缘叶根定义为原点。

5.如权利要求3或4所述的叶片三维换热边界计算方法,其特征在于,将所述叶片轴向方向定义为缘...

【技术特征摘要】

1.叶片三维换热边界计算方法,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的叶片三维换热边界计算方法,其特征在于,分别建立叶身二维坐标系和缘板二维坐标系。

3.如权利要求2所述的叶片三维换热边界计算方法,其特征在于,将沿叶身的弧长方向定义为叶身二维坐标系的第一维,将叶身的径向方向定义为叶身二维坐标系的第二维。

4.如权利要求3所述的叶片三维换热边界计算方法,其特征在于,将吸力面尾缘设置在第一维的正向,将压力面尾缘设置在第一维的负向,将叶片前缘叶根定义为原点。

5.如权利要求3或4所述的叶片三维换热边界计算方法,其特征在于,将所述叶片轴向方向定义为缘板二维坐标系的第一维,将叶片的周向方向定义为缘板二维坐标系的第二维。

6.如权利要求5所述的叶片三维换热边界计算方法,其特征在于,将缘板的前缘设置在第一维的负向,将缘板的尾缘...

【专利技术属性】
技术研发人员:王晋声王辉黄启鹤
申请(专利权)人:中国航发商用航空发动机有限责任公司
类型:发明
国别省市:

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