一种涡轮冷却叶片三维稳态温度场的计算方法

标题：一种涡轮冷却叶片三维稳态温度场的计算方法

摘要：本发明涉及航空发动机涡轮叶片设计，特别涉及一种涡轮冷却叶片三维稳态温度场的计算方法。计算方法包括如下步骤：选择预定数量特征截面，特征截面是叶片燃气流线所在的曲面；选取预定数量的离散点，计算静压、静温、马赫数；计算各离散点换热系数和恢复温度及特征截面的燃气边界条件；计算叶片内部流动换热特性；建立叶片三维有限元模型，并划分网格；插值到整个三维叶身外表面有限元网格上；加载第三类燃气侧和冷气侧换热边界，最终计算得到叶片三维稳态温度场。本发明的涡轮冷却叶片三维稳态温度场的计算方法，适用于任何流道形状，计算准确度高，解决了当涡轮冷却叶片发生燃气径向串流或者存在低速分离流动，叶片温度场计算不准确的问题。

申请号：CN201711218016.X

申请日：2017/11/28

申请人：中国航发沈阳发动机研究所

首项权利要求：1.一种涡轮冷却叶片三维稳态温度场的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、在叶片燃气侧上选择预定数量特征截面，其中，所述特征截面是叶片燃气流线所在的曲面，且所述特征截面沿所述叶片高度方向均匀分布；
步骤二、在每个所述特征截面的截面曲线上选取预定数量的离散点，并计算各所述离散点的静压、静温、马赫数；
步骤三、计算各所述离散点的燃气侧换热系数和恢复温度，并得到每个所述特征截面的燃气边界条件；
步骤四、计算所述叶片内部流动换热特性；
步骤五、建立所述叶片三维有限元模型，并划分网格；
步骤六、将各所述特征截面燃气边界条件中的换热系数和换热温度插值到整个三维叶身外表面有限元网格上；
步骤七、对所述叶片三维有限元模型加载第三类燃气侧和冷气侧换热边界，最终计算得到叶片三维稳态温度场。

专利类型：发明申请