發(fā)布時間：2021-04-16 00:17

　　耦合非嵌入式多項式混沌展開、稀疏網(wǎng)格技術(shù)和RANS方程求解技術(shù),建立凹槽葉頂氣熱不確定性量化傳播模型。在表征加工誤差導(dǎo)致凹槽深度變化的不確定性和運行工況波動導(dǎo)致吹風(fēng)變化的不確定性的基礎(chǔ)上,量化凹槽深度、孔吹風(fēng)比的不確定性對凹槽狀葉頂氣膜冷卻特性的影響。獲得葉頂平均氣膜有效度相對于均值變化的概率,揭示凹槽葉頂氣熱性能對凹槽深度和吹風(fēng)比的敏感性。 

【文章來源】：工程熱物理學(xué)報. 2020,41(07)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

圖２模型動葉??Ｆｉｇ．?２?Ｍｏｄｅｌ?ｒｏｔｏｒ??計算邊界條件見表ｉ，壁面為光滑無滑移邊界

Ａｈｎ［６ｌ對ＧＥ－Ｅ３動葉葉頂模型進(jìn)行了實驗研??究，本課題組在之前的工作［１＜中采用Ａｈｎ的實驗??數(shù)據(jù)已完成了數(shù)值方法的驗證。本文在此基礎(chǔ)之上，??再次驗證了湍流模型，分別選取標(biāo)準(zhǔn)ｆｃ－ｅ、標(biāo)準(zhǔn)??ｗ、ＳＳＴ揣流模型，繪制氣膜有效度云圖及壓力系數(shù)??分布云圖與ＡｈｎＭ的實驗結(jié)果進(jìn)行對比。從圖３葉??頂氣膜有效度分布云圖知，數(shù)值計算與實驗測量存??在一定偏差，但數(shù)值模擬可以預(yù)測出葉頂氣膜有效??度的分布。其中，標(biāo)準(zhǔn)ｆｃ－ｗ湍流模型可更有效地測??出葉頂?shù)臍饽び行Ф确植�。而從圖４葉頂壓力系數(shù)??分布云圖可知，標(biāo)準(zhǔn)湍流模型和參考文獻(xiàn)數(shù)值??計算十分吻合。因此本文選定標(biāo)準(zhǔn)湍流模型作??為葉頂氣膜冷卻數(shù)值計算模型。與Ａｈｎ實驗測量一??致，本文定義壓力系數(shù)與氣膜有效度如下：??ｒｐ?＝?＾?⑴??式中：巧為進(jìn)口總壓，ｐ為當(dāng)?shù)貕毫�，ｒ％為主流�??度，ｒａｗ為絕熱壁面溫度，ｒｃ為冷氣進(jìn)口溫度。??０．００?０．０２?０．０５?０．０７?０．０９?０．１２?０．１４?０．１６?０．１８?０．２１?０．２３?０．２５?０．２８?０．３０??（ｅ）?ＳＳＴ??圖３葉頂氣膜有效度分布云圖??Ｆｉｇ．?３?Ｃｏｎｔｏｕｒｓ?ｏｆ?ｆｉｌｍ?ｃｏｏｌｉｎｇ?ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ??值得一提的是，采用參考文獻(xiàn)中邊界條件，標(biāo)準(zhǔn)??ｆｃ－ｗ湍流模型計算的葉頂平均氣膜有效度為１．３１６％，??實驗測量的葉頂平均氣膜有效度為１．２９％，兩者相差??較校標(biāo)準(zhǔn)ｆｃ－ｗ湍流模型有效地測出葉頂?shù)臍饽び??效度分布，驗證了該數(shù)值方法的正確性，確保該方??法適用于接下來的不確定性量化工作。??ｐｊｐ?？?｜??１．００?１．０２

１．２３?１．２５??（ａ）參考實驗測量?（ｂ）參考數(shù)值計算??（ｃ）標(biāo)準(zhǔn)（ｄ）標(biāo)準(zhǔn)女－ｃｕ??（ｅ）?ＳＳＴ??圖４葉頂壓力系數(shù)分布云圖??Ｆｉｇ．?４?Ｃｏｎｔｏｕｒｓ?ｏｆ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ??１．４網(wǎng)格無關(guān)性驗證??本文計算采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，利用ＩＣＥＭ進(jìn)行網(wǎng)??格劃分，其中氣膜孔采用〇型網(wǎng)格。固體壁面第一??層邊界網(wǎng)格厚度為０．００１，保證葉頂區(qū)域網(wǎng)格２／＋均??在１附近（葉頂平均２／＋為０．７２，最大ｙ＋為３．７）。動??葉葉頂區(qū)域網(wǎng)格如圖５所示。為了獲得網(wǎng)格無關(guān)解，??本文選取了?４套不同的網(wǎng)格數(shù)量來驗證網(wǎng)格的無關(guān)??性。計算表明當(dāng)網(wǎng)格數(shù)大于３９２萬時，葉頂平均氣??膜有效度基本不再變化，為了能更好地捕捉葉頂間??隙泄漏的流動與傳熱特征，本文采用了一個較密的??網(wǎng)格節(jié)點數(shù)（約５７３萬）。??（ａ）頂部網(wǎng)格?（ｂ）前緣網(wǎng)格??圖５計算網(wǎng)格??Ｆｉｇ．?５?Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ?ｇｒｉｄ??２不確定性量化方法??２．１多項式混沌展開??本文采用非嵌入式多項式混沌展開方法（Ｐｏｌｙ？??ｎｏｍｉａｌ?Ｃｈａｏｓ?Ｅｘｐａｎｓｉｏｎｓ，?ＰＣＥ）?開展不確定性量化。??多項式混沌展開將隨機輸入輸出投影到一系列正交??多項式基底上，當(dāng)模型建立完成，即可通過對多項??


本文編號：3140365