為了研究透平流道內(nèi)端壁氣膜冷卻射流與主流二次流結(jié)構(gòu)的交互作用,本文采用了RANS的數(shù)值方法,湍流模型選用SST模型,對端壁區(qū)域近吸力面典型位置處的冷氣出流情況進(jìn)行研究。數(shù)值分析發(fā)現(xiàn),近吸力面?zhèn)瘸隹谏淞髟谂c端部渦結(jié)構(gòu)的交互作用下,其冷卻能力的損失反而減緩,射流能夠在其下游端壁區(qū)域形成良好的冷氣覆蓋;在氣動效率方面,射流對主流邊界層的擾動使得損失的核心區(qū)增大,而橫流強(qiáng)度則隨著射流動量的增加呈現(xiàn)先增強(qiáng)后削弱的趨勢。 

【文章來源】：風(fēng)機(jī)技術(shù). 2020,62(03)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

7-7-7成型氣膜孔幾何結(jié)構(gòu)

葉柵流道計算所用網(wǎng)格為多塊結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，基于Numeca商業(yè)軟件生成，并用pointwise對流道內(nèi)局部區(qū)域加密，主要在葉片前緣馬蹄渦生成區(qū)和葉片尾緣及其下游區(qū)域較密。氣膜孔網(wǎng)格采用pointwise繪制碟形網(wǎng)格，進(jìn)出口通過非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格分別與氣腔出口及主流計算域連接。計算域網(wǎng)格如圖2所示，網(wǎng)格總數(shù)12M，通過了網(wǎng)格無關(guān)性驗證。整體壁面處y+值均小于1，基于ANSYS CFX進(jìn)行求解，湍流模型選取剪應(yīng)力輸運(yùn)模型（SST k-ω），數(shù)值計算收斂準(zhǔn)則保證殘差下降4個量級以上。2 端部流場二次流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析

如圖3所示流道內(nèi)的渦系拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖，紅色表示渦結(jié)構(gòu)旋向與流向相同（順時針方向），藍(lán)色表示渦結(jié)構(gòu)旋向與流向相反（逆時針方向），虛線所示渦系為主流渦系的誘導(dǎo)渦結(jié)構(gòu)。葉片前緣生成馬蹄渦（HSV），馬蹄渦在鞍點(diǎn)處分成兩支旋向相反的渦結(jié)構(gòu)：馬蹄渦吸力側(cè)分支（HSV-SS）和壓力側(cè)分支（HSV-PS）。馬蹄渦壓力側(cè)分支卷吸端壁邊界層內(nèi)部的低能流體逐漸發(fā)展，形成通道渦（PV）。如圖4、圖5所示，分別為端壁附近的極限流線與葉片中葉展處的流線示意圖，可以清晰地看出主流近端壁處流線明顯地偏離無粘流線。邊界層內(nèi)部的流體由于流速較低在壓力梯度作用下向吸力面?zhèn)劝l(fā)生遷移，在近壓力面?zhèn)扔捎跈M向壓力梯度較小橫流不明顯，而在近吸力面?zhèn)葎t觀察到顯著的指向吸力面的橫向流動。此外，圖中還可以看出渦系的遷移路徑上，流體的運(yùn)動呈復(fù)雜規(guī)律變化。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]扇形氣膜孔冷卻效果的數(shù)值模擬研究（英文）[J]. 黎旭,屈衍靜,宋柳麗.  風(fēng)機(jī)技術(shù). 2019(03)
[2]基于RANS和DDES的跨音速透平葉柵的型面損失分析（英文）[J]. 李會,蘇欣榮,袁新.  風(fēng)機(jī)技術(shù). 2018(06)
[3]燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動機(jī)內(nèi)流及二次流系統(tǒng)（英文）[J]. Peter RN Childs.  風(fēng)機(jī)技術(shù). 2018(06)



本文編號：3055752