旋转状态下带肋U形通道内换热的实验研究 被引量：19

1

作者 邓宏武 张炜 陶智 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期26-29,共4页

用实验方法研究了涡轮叶片内带肋U形通道在旋转状态下的前缘、后缘及两侧面局部换热系数分布。结果表明,在旋转状态下此通道的努塞尔数随雷诺数的增大而增大。在进气直通道的后缘和出气直通道的前缘,努塞尔数随旋转数的增加而增加;在进... 用实验方法研究了涡轮叶片内带肋U形通道在旋转状态下的前缘、后缘及两侧面局部换热系数分布。结果表明,在旋转状态下此通道的努塞尔数随雷诺数的增大而增大。在进气直通道的后缘和出气直通道的前缘,努塞尔数随旋转数的增加而增加;在进气直通道的前缘和出气直通道的后缘,努塞尔数随着旋转数的变化出现几次反复。随着浮力数的增加,通道的平均努塞尔数是下降的。 展开更多

关键词 燃气轮机 热传导试验 涡轮叶片 U形通道

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旋转状态下有转角带肋U形通道内换热实验研究 被引量：16

2

作者 邓宏武 陶智 +1 位作者 徐国强 丁水汀 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第z1期38-41,共4页

实验研究了涡轮叶片带内肋 U形通道在旋转状态下有转角时的前缘、后缘及两侧面局部换热系数分布 ,以及其和无转角时的比较 .实验表明 ,在旋转状态下 ,小角度转角的旋转带肋通道的换热和无转角时相比 ,趋势上没有太大的变化 ,但加强和减... 实验研究了涡轮叶片带内肋 U形通道在旋转状态下有转角时的前缘、后缘及两侧面局部换热系数分布 ,以及其和无转角时的比较 .实验表明 ,在旋转状态下 ,小角度转角的旋转带肋通道的换热和无转角时相比 ,趋势上没有太大的变化 ,但加强和减弱了某些地方的局部换热而使四个面的换热趋向一致 ,只是效果不明显 ;从整体上看 ,转角减弱了通道的平均换热 ,浮升力因素的影响基本上减弱了换热 . 展开更多

关键词 燃气轮机 冷却叶片 传热 转角/旋转

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涡轮叶片材料及制造工艺的研究进展 被引量：11

3

作者 何国 李建国 +1 位作者 毛协民 傅恒志 《材料导报》 EI CAS CSCD 1994年第1期12-16,47,共6页

针对航空发动机涡轮叶片的工作环境和使用要求,介绍了提高涡轮叶片耐温能力的两种途径,即加强叶片冷却和提高叶片材质自身的耐温性能。文中着重评述了用作叶片材料的合金及其制造工艺的研究进展与发展趋势。

关键词 航空发动机 涡轮叶片 材料

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旋转状态下蛇形通道内流动与换热的机理研究 被引量：15

4

作者 邓宏武 魏喆 +2 位作者 陶智 徐国强 丁水汀 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期411-416,共6页

在已有的实验研究结果的基础上,应用较好符合实验结果的数值模拟程序及划分网格方法,分别数值计算了旋转所产生的几个因素对流动与换热的影响机理。结果表明:由于在垂直于旋转半径截面上哥氏力分布的不均匀,产生了流体流型的两个变化,... 在已有的实验研究结果的基础上,应用较好符合实验结果的数值模拟程序及划分网格方法,分别数值计算了旋转所产生的几个因素对流动与换热的影响机理。结果表明:由于在垂直于旋转半径截面上哥氏力分布的不均匀,产生了流体流型的两个变化,即主流的偏移和二次流动旋涡的出现。离心浮升力对通道内流动与换热的影响不大。旋转速度变化时,在旋转变化的起始时刻系统的角速度力对通道内流体的流动影响比较明显。各种力的作用综合效果不是简单线形迭加的,而是交替起主导作用,决定流体流动结构、影响换热结果。 展开更多

关键词 燃气轮机 冷却叶片 对流传热 旋转

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具有温度场的冷却叶片振动特性计算方法研究 被引量：7

5

作者 肖俊峰 朱宝田 +1 位作者 丰镇平 张永海 《燃气轮机技术》 2006年第3期28-31,36,共5页

根据稳态热传导的相关理论,建立了透平冷却叶片温度场和热应力场的四面体三维有限元分析模型和方法,并在此基础上建立了透平冷却叶片振动特性三维有限元分析方法,开发了相关计算软件。对某航空发动机透平高压第1级冷却叶片在不同工作条... 根据稳态热传导的相关理论,建立了透平冷却叶片温度场和热应力场的四面体三维有限元分析模型和方法,并在此基础上建立了透平冷却叶片振动特性三维有限元分析方法,开发了相关计算软件。对某航空发动机透平高压第1级冷却叶片在不同工作条件下的振动特性进行了计算分析,同时研究了热应力、温度场、转速等对叶片振动特性的影响,表明本文中所建立模型和方法是科学、合理和精确的,为开展透平冷却叶片的设计和振动安全性评价奠定了基础。 展开更多

关键词 燃气轮机 冷却叶片 温度场 热应力 振动特性 有限元

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带肋变截面回转通道内沿程有效压力分布特性的实验研究 被引量：5

6

作者 刘浪 丁水汀 +1 位作者 陶智 徐国强 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期353-357,共5页

以某型航空发动机的实际涡轮叶片内部的带肋变截面180°回转通道为研究对象,以实验的方法分别研究了带90°直肋和带60°斜肋的通道内的流体流动的特性。根据研究问题的特点,定义了壁面有效压力及局部有效压力系数,并得到了... 以某型航空发动机的实际涡轮叶片内部的带肋变截面180°回转通道为研究对象,以实验的方法分别研究了带90°直肋和带60°斜肋的通道内的流体流动的特性。根据研究问题的特点,定义了壁面有效压力及局部有效压力系数,并得到了其沿程分布及两种通道内有效压力系数的经验公式。实验发现,对于带90°直肋和带60°斜肋的矩形回转通道沿程有效压力的分布趋势基本一致,由于流道截面积的不规则变化,导致有效压力有沿程逆增现象。 展开更多

关键词 航空发动机 高压涡轮叶片 带肋变截面回转通道 压力分布 实验研究 有效压力 换热

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基于逆向工程的涡轮冷却叶片三维建模及数值模拟 被引量：4

7

作者 刘言明 李东明 +1 位作者 牛夕莹 何泉璋 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期57-62,共6页

针对典型涡轮冷却叶片,利用工业CT扫描、3D激光扫描、相关点云处理软件和三维建模软件,重构三维模型,进行高质量的网格划分,合理设置边界条件,对涡轮一级动叶进行气热耦合数值模拟分析。结果表明:该一级动叶叶身温度分布均匀,最高温度约... 针对典型涡轮冷却叶片,利用工业CT扫描、3D激光扫描、相关点云处理软件和三维建模软件,重构三维模型,进行高质量的网格划分,合理设置边界条件,对涡轮一级动叶进行气热耦合数值模拟分析。结果表明:该一级动叶叶身温度分布均匀,最高温度约935℃,低于材料可承受的温度,出现在前缘叶顶处,为涡轮叶片冷却结构的优化设计提供参考。 展开更多

关键词 涡轮冷却叶片 工业CT扫描 3D激光扫描 冷却叶片 气热耦合

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变壁厚涡轮冷却叶片参数化造型设计 被引量：4

8

作者 虞跨海 杨茜 岳珠峰 《机械设计》 CSCD 北大核心 2012年第2期5-8,共4页

提出了一种基于函数解析的变壁厚涡轮冷却叶片参数化设计方法。根据叶片外型线上定义的若干参数点,采用三次样条插值方法得到叶片壁面厚度分布函数,再通过计算得到冷却通道型线上离散数据点,在CAD平台下建立了变壁厚涡轮冷却叶片参数化... 提出了一种基于函数解析的变壁厚涡轮冷却叶片参数化设计方法。根据叶片外型线上定义的若干参数点,采用三次样条插值方法得到叶片壁面厚度分布函数,再通过计算得到冷却通道型线上离散数据点,在CAD平台下建立了变壁厚涡轮冷却叶片参数化模型。为实现涡轮冷却叶片的自动设计优化和多学科设计优化,获得更佳的叶片设计方案奠定了基础。 展开更多

关键词 变壁厚 样条 参数化设计 冷却叶片

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涡轮叶片冷却通道换热特性研究 被引量：4

9

作者 杨子龙 肖蔚岩 +1 位作者 王志强 郁顺旺 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期341-344,432,共4页

以某型新设计船用燃气轮机高压涡轮动叶拟备用的冷却流路方案为研究对象,采用全三维流热耦合方法研究了不同冷却通道形式对涡轮叶片换热的影响。比较了3种方案,方案Ⅰ的优点在于消除了叶片顶部凸台的高温区域,截面平均温度及冷却效果均... 以某型新设计船用燃气轮机高压涡轮动叶拟备用的冷却流路方案为研究对象,采用全三维流热耦合方法研究了不同冷却通道形式对涡轮叶片换热的影响。比较了3种方案,方案Ⅰ的优点在于消除了叶片顶部凸台的高温区域,截面平均温度及冷却效果均可接受;方案Ⅱ充分利用冷气与金属温差叶片冷却效果与截面平均温度分布较好。方案Ⅲ强化了叶身中段换热。结果表明,通道形式对叶片表面的温度分布作用明显,同时也影响着叶片的冷却效果,以及截面平均温度沿叶高的分布。本研究成果为该涡轮叶片冷却流路的选用提供了理论依据。 展开更多

关键词 涡轮 冷却叶片 流热耦合 换热特性 蛇形通道

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小间距梯形扰流柱通道内的流动换热数值计算 被引量：3

10

作者 张丽 张书华 +1 位作者 朱惠人 刘松龄 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期13-17,共5页

为了深入了解涡轮叶片尾缘扰流柱区域的流动结构和换热情况,通过数值计算研究了小间距梯形扰流柱通道内的流动和换热.数值计算结果表明:①数值计算得到的端壁静压分布、弦向出流量分布、总压系数与实验结果符合良好,端壁换热分布规律总... 为了深入了解涡轮叶片尾缘扰流柱区域的流动结构和换热情况,通过数值计算研究了小间距梯形扰流柱通道内的流动和换热.数值计算结果表明:①数值计算得到的端壁静压分布、弦向出流量分布、总压系数与实验结果符合良好,端壁换热分布规律总体上与实验结果一致.②扰流柱区域的流动方向基本为弦向.沿弦向湍流度是逐渐升高的,靠近弦向出口扰流柱后的湍流度比较低.数值计算结果对涡轮叶片内部冷却计算具有重要的参考价值. 展开更多

关键词 流动换热 小间距扰流柱 数值计算 燃气轮机 冷却叶片

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出流比对扰流柱通道弦向出流量影响实验 被引量：4

11

作者 张丽 朱惠人 +2 位作者 刘松龄 王学文 许都纯 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期42-45,共4页

为了深入了解涡轮叶片尾缘扰流柱区域的流动情况,对叶片内流通道工程计算程序进行验证,针对不同的弦向出流比(弦向出流量与总流量之比),通过实验测量了梯形通道短扰流柱排的端壁静压分布,以及各段弦向出流量沿叶片径向的分布。实验结果... 为了深入了解涡轮叶片尾缘扰流柱区域的流动情况,对叶片内流通道工程计算程序进行验证,针对不同的弦向出流比(弦向出流量与总流量之比),通过实验测量了梯形通道短扰流柱排的端壁静压分布,以及各段弦向出流量沿叶片径向的分布。实验结果表明:①当弦向出流比较大时(c≥0.5),沿径向静压变化小,扰流柱区域的流动基本为弦向流动,当出流比较小时(c<0.5),沿径向静压变化明显,压力先下降而后回升。扰流柱区域的流动既有弦向流动,同时又有径向流动;②大出流比时(c≥0.5)各段出流量变化幅度相对较小,而小出流比时(c<0.5)各段出流量变化幅度较大;③总压损失系数随着出流比、雷诺数的增加而减小。实验结果对涡轮叶片内部冷却计算具有重要的参考价值。 展开更多

关键词 燃气轮机 冷却叶片 扰流柱 流动实验 质量流量 压力

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旋转状态下燃气涡轮叶片内部冷却的研究进展 被引量：3

12

作者 戴萍 林枫 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期363-368,共6页

在现代高性能燃气涡轮发动机中,随着涡轮前燃气温度的不断提高,旋转涡轮叶片的冷却问题日益受到重视。在众多的冷却技术中,内部冷却具有明显的优势和较强的应用前景。综述了近年来旋转状态下燃气涡轮叶片内部冷却技术的研究成果,总结了... 在现代高性能燃气涡轮发动机中,随着涡轮前燃气温度的不断提高,旋转涡轮叶片的冷却问题日益受到重视。在众多的冷却技术中,内部冷却具有明显的优势和较强的应用前景。综述了近年来旋转状态下燃气涡轮叶片内部冷却技术的研究成果,总结了光滑壁面旋转对流场和传热的影响、旋转对冲击冷却影响以及旋转扰流式肋片冷却介质通道传热的研究现状,阐述了旋转状态下内部冷却和气膜冷却相互影响的研究情况。最后指出进一步优化内流通道结构,研究旋转对扰流柱通道流动及换热的影响以及在旋转状态下深入探讨内部流动与外部气膜冷却相互影响的机理是今后工作的重点。 展开更多

关键词 燃气轮机 冷却叶片 内流冷却 对流传热 肋片 旋转

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旋转对小间距扰流柱通道内的流动换热影响 被引量：3

13

作者 张丽 朱惠人 刘松龄 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期2489-2494,共6页

为了深入了解旋转对涡轮叶片尾缘扰流柱通道的流动换热的影响,在静止实验研究的基础上,用数值计算的方法研究了旋转情况下梯形小间距扰流柱通道内的流动结构和换热情况.数值计算结果表明:①旋转时沿着径向静压逐渐升高.靠近叶根的流量变... 为了深入了解旋转对涡轮叶片尾缘扰流柱通道的流动换热的影响,在静止实验研究的基础上,用数值计算的方法研究了旋转情况下梯形小间距扰流柱通道内的流动结构和换热情况.数值计算结果表明:①旋转时沿着径向静压逐渐升高.靠近叶根的流量变小,而靠近叶片顶部的区段出流量变大.②在扰流柱区,旋转时迎风面和背风面的端壁换热都略有增强,但增强的幅度不超过7%,迎风面略高于背风面,但差别不大.沿着径向换热逐渐升高,靠近叶尖处的换热强而靠近入口叶根处的换热弱. 展开更多

关键词 冷却叶片 扰流柱 旋转 数值计算

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不同宽高比旋转方形通道内部流体流动与换热的数值研究 被引量：3

14

作者 丁水汀 王彬 +1 位作者 刘传凯 吴宏伟 《热科学与技术》 CAS CSCD 2007年第4期304-308,共5页

分析了不同宽高比截面的燃气轮机涡轮叶片内冷径向出流通道模型,对其内部流体的流动与换热进行了数值模拟,计算工况为Re=25 000、密度比Δρ/ρ=0.13、旋转数Ro=0.24。对比不同宽高比通道的计算结果得出:小宽高比的通道能够强化主流速... 分析了不同宽高比截面的燃气轮机涡轮叶片内冷径向出流通道模型,对其内部流体的流动与换热进行了数值模拟,计算工况为Re=25 000、密度比Δρ/ρ=0.13、旋转数Ro=0.24。对比不同宽高比通道的计算结果得出:小宽高比的通道能够强化主流速度型向后缘的偏移,并且可以强化通道后缘表面的换热;在大宽高比的通道中,主流速度型向后缘的偏移减弱,哥氏力二次流漩涡向两侧偏移明显加剧,通道后缘表面的换热被削弱,通道前缘的换热有所增强。 展开更多

关键词 燃气轮机 内冷通道 宽高比 哥氏力

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4GXJ-2型电动割胶刀散热叶片的轴流气动性能分析与优化设计 被引量：3

15

作者 陈娃容 黄敞 +2 位作者 邓祥丰 郑勇 曹建华 《东莞理工学院学报》 2021年第3期107-113,共7页

电动割胶刀在持续作业过程中,内部的传动结构会产生热量,若不能及时将其传导至外界,会影响电动割胶刀的工作效果。针对该问题,从散热叶片的工作原理做出分析,对结构进行优化设计,采用SolidWorks软件的flow simulation流体分析插件,进行... 电动割胶刀在持续作业过程中,内部的传动结构会产生热量,若不能及时将其传导至外界,会影响电动割胶刀的工作效果。针对该问题,从散热叶片的工作原理做出分析,对结构进行优化设计,采用SolidWorks软件的flow simulation流体分析插件,进行胶刀腔体内部的气流仿真模拟,然后从叶片的型式、数量和安装角度上提出了两种散热叶片的设计改进方案,最后对散热片改进前后的静压、涡量和气流轨迹进行比较。分析结果表明:改进后的两种型式散热叶片,静压值在出风口处更加稳定、涡量的数目明显增多、气流轨迹的分布也相对均匀,总体效果的提升相对改进前较为明显。 展开更多

关键词 电动割胶刀 散热叶片 优化设计 气流仿真

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回流式冷却叶片流热耦合数值分析 被引量：2

16

作者 虞跨海 王金生 +1 位作者 杨茜 岳珠峰 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期271-274,368,共4页

建立了某型回流式涡轮冷却叶片流热耦合分析模型,采用P-1辐射模型将辐射热流作为源项加入到方程中,对未考虑辐射和考虑辐射的不带热障涂层冷却的叶片进行了流热耦合分析,结果发现,占总燃气质量流量3.76%的冷却气体可以使回流式冷却结构... 建立了某型回流式涡轮冷却叶片流热耦合分析模型,采用P-1辐射模型将辐射热流作为源项加入到方程中,对未考虑辐射和考虑辐射的不带热障涂层冷却的叶片进行了流热耦合分析,结果发现,占总燃气质量流量3.76%的冷却气体可以使回流式冷却结构对叶片的降温达到200 K。在入口最高温度为1 655和1 555 K时,通过对两种计算模型下叶片温度分布的比较,发现辐射对叶片壁面温度的影响具有显著性,回流式冷却叶片较易在尾缘叶尖位置形成最高温度点。 展开更多

关键词 燃气轮机 回热式冷却结构 流热耦合 辐射 冷却叶片

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某型船用燃气轮机涡轮叶片传热特性试验研究 被引量：2

17

作者 葛仁超 何泉璋 +1 位作者 刘晗 梁晨 《节能技术》 CAS 2019年第2期115-119,共5页

本文对某型大功率船用燃气轮机涡轮气冷叶片进行了传热特性的试验研究,通过采用控制变量的方法进行模化试验,得到了不同工况点下的温比、流量比、燃气雷诺数下的涡轮叶片冷却效果。通过对试验结果的分析处理,进一步得到了涡轮叶片冷却... 本文对某型大功率船用燃气轮机涡轮气冷叶片进行了传热特性的试验研究,通过采用控制变量的方法进行模化试验,得到了不同工况点下的温比、流量比、燃气雷诺数下的涡轮叶片冷却效果。通过对试验结果的分析处理,进一步得到了涡轮叶片冷却效果随温比、流量比、燃气雷诺数的影响的变化规律呈指数关系式:θ′=0.363 K■K■Re■。试验结果表明,流量比对冷却的效果影响比较大,温比、燃气雷诺数对冷却效果影响较小;在一定温比、流量比情况下,燃气雷诺数的升高将导致冷却效果的提高。本试验建立该叶片的冷却效果试验关系式,为叶片冷却结构的优化和故障分析提供了试验依据。 展开更多

关键词 燃气轮机 冷却叶片 传热分析 冷效试验

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不同密度比下旋转方通道内流场和换热的数值模拟 被引量：1

18

作者 邓宏武 王彬 +1 位作者 刘传凯 陶智 《航空发动机》 2007年第3期32-35,共4页

在雷诺数为25000、旋转数为0．24、密度比为0．07—0．22的范围内，以数值计算的方法模拟了旋转方通道内三维流场及换热分布，与公开文献中的换热实验结果进行的对比表明，低雷诺数κ-ω模型的计算结果与实验值吻合得相对较好；重点研... 在雷诺数为25000、旋转数为0．24、密度比为0．07—0．22的范围内，以数值计算的方法模拟了旋转方通道内三维流场及换热分布，与公开文献中的换热实验结果进行的对比表明，低雷诺数κ-ω模型的计算结果与实验值吻合得相对较好；重点研究了旋转状态下冷气密度比对通道内流场和换热的影响，分析了哥氏力和浮升力在通道中的交互作用机理，结果表明，哥氏力引发的截面二次流是造成旋转通道前后缘换热差异的主要因素，浮升力加剧了通道内主流型的偏移，同时，其在前缘表面诱发的流体分离改变了局部湍流强度和换热分布。 展开更多

关键词 燃气轮机 冷却叶片 浮升力 旋转 对流 换热

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涡轮叶片内部回转通道的换热实验 被引量：1

19

作者 王晓增 张丽 +1 位作者 朱惠人 梁卫颖 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1495-1501,共7页

用实验的方法研究了发动机涡轮叶片内部带肋回转通道壁面的换热特性.用瞬态液晶测量方法测量了整个叶片内部三个通道的全表面换热分布.研究了不同的气流雷诺数情况下和三个出口不同的出流比情况下对换热的影响.结果表明:在相同的出流比... 用实验的方法研究了发动机涡轮叶片内部带肋回转通道壁面的换热特性.用瞬态液晶测量方法测量了整个叶片内部三个通道的全表面换热分布.研究了不同的气流雷诺数情况下和三个出口不同的出流比情况下对换热的影响.结果表明:在相同的出流比情况下,通道的平均努塞尔数随着入口雷诺数的增加而增大;在实验范围内,当进口雷诺数一定的情况下,三个出口出流比例为0%,75%和25%时整个通道的平均换热最强;在弯道处布置放射状的肋片,能够非常好地增强换热. 展开更多

关键词 涡轮 液晶 冷却叶片 换热 回转通道

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基于Abaqus子模型技术分析透平空心叶片气膜孔应力 被引量：1

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作者 成露 赵仕志 《东方电气评论》 2014年第4期61-64,共4页

燃机透平空心冷却叶片的结构异常复杂,叶身表面数量众多,尺寸小巧的气膜孔给应力,计算带来巨大困难。要准确的计算叶身应力,其计算规模将非常巨大,需要消耗大量的计算机资源才能完成。子模型技术通过对几何模型的分解,在保证总体计算规... 燃机透平空心冷却叶片的结构异常复杂,叶身表面数量众多,尺寸小巧的气膜孔给应力,计算带来巨大困难。要准确的计算叶身应力,其计算规模将非常巨大,需要消耗大量的计算机资源才能完成。子模型技术通过对几何模型的分解,在保证总体计算规模不太大的同时又可以保证重点部位的计算精度。本研究用Abaqus商业软件的子模型方法分析气膜孔周围应力分布,比较了传统计算方法和子模型方法的计算精度、时间和资源消耗量。 展开更多

关键词 冷却叶片 气膜孔 应力分析 ABAQUS 子模型

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