单腔内冷涡轮的气热耦合数值仿真

作者：王强; 郭兆元; 周驰; 冯国泰; 王仲奇

来源：航空动力学报, 2011, (01): 78-84.

DOI：10.13224/j.cnki.jasp.2011.01.012

• 涡轮
• 冷却系统
• 气热耦合
• 转捩流动
• 工程设计 turbine
• cooling system
• coupled heat transfer
• transition flow
• engineering design

将所开发的HIT-3D气热耦合求解器应用于某低压涡轮的数值仿真中,对该涡轮设计简单的内冷结构,比较了不同湍流、转捩模型对叶片温度场预测的影响,初步验证了所开发的耦合求解器的应用能力.由于目前涡轮的冷却结构复杂,数值计算量比较大,为此发展了一种气热耦合与工程设计相结合的方法,以该涡轮为算例初步验证了该方法,并初步模拟了粗糙内壁面对叶片热负荷的影响.计算表明:在层流、转捩流动区域,采用全湍流模型预测的温度要比采用转捩模型的高,同时所发展的气热耦合与工程方法是可行的,可以极大地减少设计中的计算量.

• 单位
  哈尔滨工业大学; 中北大学; 中国船舶重工集团公司