学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于DES方法的气膜冷却数值模拟

作　者: 翟丽娜
导　师: 康顺
学　校: 华北电力大学
专　业: 热能工程
关键词: 气膜冷却 DES方法数值模拟
分类号: TK471
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 31次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着燃气轮机涡轮进口温度的不断提高,气膜冷却技术己经成为涡轮叶片进行防热保护的重要措施。进行气膜冷却时,涡轮叶片上的流动,尤其是叶片前缘附近的流动非常复杂,受多种因素的影响,主要包括几何参数和气动参数两大类,因此有必要对气膜冷却时叶片前缘的流场和换热特性进行深入分析,才能为涡轮叶片的气膜冷却设计和改进提供依据。针对这一问题,本论文首先以平板上的孤立冷却孔为几何模型,采用DES方法和y~2-f、k-ε和S-A湍流模型研究了横向射流时不同吹风比条件下,直圆孔和弯圆孔下游的流动和换热特性,在与实验数据较好吻合的条件下,得出结论：DES方法对气膜展向扩展的预估最好,v2-f模型次之,k-ε和S-A模型不理想。在此基础上,采用DES方法对叶片前缘孤立冷却孔的气膜冷却进行了深入研究,分析了叶片前缘吸力面和压力面上的直圆孔和弯圆孔附近区域三维非定常流动的流场结构,结果表明：位于叶片前缘附近的弯孔冷却射流具有较高的展向扩展能力,能够改善气膜的侧向覆盖效果,同时还能有效地提高冷却效率

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-19
  1.1 课题背景及研究的目的和意义  10-12
  1.2 气膜冷却技术  12-17
    1.2.1 气膜冷却原理  12
    1.2.2 气膜冷却的影响因素  12-15
    1.2.3 气膜冷却的数值方法  15-17
  1.3 平板气膜冷却  17
  1.4 叶片气膜冷却  17-18
  1.5 本文研究内容及意义  18-19
第2章数值计算方法和模型  19-33
  2.1 引言  19
  2.2 基本控制方程  19-21
  2.3 湍流模型  21-25
    2.3.1 RANS方法  21-23
      2.3.1.1 S-A模型  21-22
      2.3.1.2 κ-ε模型  22
      2.3.1.3 v~2-f模型  22-23
    2.3.2 DES方法  23-25
  2.4 计算方法及离散格式  25-30
    2.4.1 空间离散格式  25-26
      2.4.1.1 粘性通量  25-26
      2.4.1.2 无粘通量  26
    2.4.2 时间推进格式  26-27
    2.4.3 加速收敛技术  27-30
      2.4.3.1 当地时间步长  27
      2.4.3.2 隐式残差光顺  27-28
      2.4.3.3 多重网格技术  28-30
  2.5 计算网格及边界条件  30-32
    2.5.1 计算网格  30-31
    2.5.2 边界条件  31-32
  2.6 本章小结  32-33
第3章平板气膜冷却数值模拟  33-42
  3.1 引言  33
  3.2 研究模型与数值方法  33-35
    3.2.1 物理模型  33-34
    3.2.2 计算域与网格  34
    3.2.3 计算方法  34
    3.2.4 边界条件  34-35
  3.3 结果与分析  35-41
    3.3.1 数值验证  35-36
    3.3.2 冷却效率  36-38
    3.3.3 涡量  38-40
    3.3.4 速度场  40-41
  3.4 本章小结  41-42
第4章叶片前缘气膜冷却数值模拟  42-55
  4.1 引言  42
  4.2 物理模型与数值方法  42-45
    4.2.1 物理模型  42-43
    4.2.2 计算域与网格  43-44
    4.2.3 计算方法  44
    4.2.4 边界条件  44-45
  4.3 结果与分析  45-53
    4.3.1 冷却效率  45-48
    4.3.2 压力分布  48-50
    4.3.3 速度场  50-51
    4.3.4 涡量  51-53
  4.4 本章小结  53-55
第5章结论与展望  55-58
  5.1 结论  55
  5.2 展望  55-58
参考文献  58-64
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  64-65
攻读硕士学位期间参加的科研工作  65-66
致谢  66

基于DES方法的气膜冷却数值模拟

内容摘要

全文目录

相似论文