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圆角凹坑气膜孔的气膜冷却流动特性研究
1
作者 张德恒 贺业光 +2 位作者 杨天华 张涛 杜涛 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期101-108,共8页
为了挖掘凹坑气膜孔的气膜冷却潜力,数值模拟研究了等截面凹坑孔、同心椭圆凹坑孔以及在这2种孔型基础上提出的2种圆角凹坑气膜孔的气膜冷却特性,对4种凹坑气膜孔在吹风比为0.5、1.0和1.5时的冷却效率曲线进行分析。结果表明:凹坑气膜... 为了挖掘凹坑气膜孔的气膜冷却潜力,数值模拟研究了等截面凹坑孔、同心椭圆凹坑孔以及在这2种孔型基础上提出的2种圆角凹坑气膜孔的气膜冷却特性,对4种凹坑气膜孔在吹风比为0.5、1.0和1.5时的冷却效率曲线进行分析。结果表明:凹坑气膜孔与带圆角凹坑气膜孔的凹坑展向宽度增加,有利于冷却气膜的展向覆盖;在3个吹风比条件下,凹坑气膜孔进行圆角处理之后,附壁效应强化了冷却射流贴附壁面的能力,近孔区域的气膜冷却效率明显提高;随着吹风比增加,对于等截面凹坑孔,圆角处理之后的面平均气膜冷却效率分别提高了76%、139%、155%;圆角同心椭圆凹坑孔相比同心椭圆凹坑孔,面平均气膜冷却效率分别提升18%、27%、29%。 展开更多
关键词 气膜冷却 涡轮叶片 圆角凹坑 数值模拟 肾形涡对
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马蹄形等离子体激励器强化气膜冷却效率机理 被引量：4
2
作者 代胜吉 何立明 +2 位作者 丁未 金涛 杜宏亮 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1982-1987,共6页
为揭示马蹄形等离子体激励器产生的等离子体气动激励提高气膜冷却效率的机理,选取常规圆形气膜孔冷却结构进行了数值模拟比较.结果表明:马蹄形等离子体激励器产生的等离子体气动激励效果可以使射流具有展向扩张能力,肾形涡对的大小及强... 为揭示马蹄形等离子体激励器产生的等离子体气动激励提高气膜冷却效率的机理,选取常规圆形气膜孔冷却结构进行了数值模拟比较.结果表明:马蹄形等离子体激励器产生的等离子体气动激励效果可以使射流具有展向扩张能力,肾形涡对的大小及强度得到显著改变,同时受等离子体气动激励产生的下拉诱导和水平加速效果影响,射流贴壁性及覆盖区域大大提高,冷却效率得到强化;相对于圆形气膜孔冷却效果,马蹄形介质阻挡放电气膜冷却结构在吹风比为0.5,1.0和1.5时,冷却效率值相差最大处分别提高了165%,148%和500%. 展开更多
关键词 介质阻挡放电 气膜冷却 马蹄形 肾形涡对 冷却效率
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不同等离子体激励强度下气膜冷却特性的大涡模拟研究 被引量：2
3
作者 李国占 陈浮 +1 位作者 李林熹 宋彦萍 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期141-147,共7页
为进一步改善燃气轮机叶片气膜冷却效果,采用大涡模拟(LES)方法对不同等离子体激励强度情况下的平板气膜冷却流场进行了数值模拟研究。结果表明:与无等离子体激励时相比,等离子体激励强度逐渐增至10时射流出口最大流向与法向速度分别增... 为进一步改善燃气轮机叶片气膜冷却效果,采用大涡模拟(LES)方法对不同等离子体激励强度情况下的平板气膜冷却流场进行了数值模拟研究。结果表明:与无等离子体激励时相比,等离子体激励强度逐渐增至10时射流出口最大流向与法向速度分别增大了16%和7%左右,并移向气膜孔的尾缘,而气膜孔前缘附近的法向速度约减小了4%,从而减少了射流迎风面上冷、热气流的掺混;等离子体对气膜孔下游回流区的动量注入效应使得回流区内的流向速度增大,抑制了横流绕流分离旋涡的发展;等离子体气动激励削弱了肾形涡对的强度及其抬升冷却射流的能力,从而提高了气膜冷却效率,中心线气膜冷却效率随激励强度的增大而升高,当激励强度为10时中心线气膜冷却效率最大提高了55%。 展开更多
关键词 大涡模拟 气膜冷却 等离子体激励 平板 肾形涡对
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等离子体气动激励复合横向槽结构提高气膜冷却效率的数值研究 被引量：1
4
作者 赵子晨 何立明 +2 位作者 肖阳 代胜吉 张倩 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1579-1587,共9页
基于横向槽结构和等离子体气动激励的新型流场调节方法,采用RNG k-ε湍流模型,数值计算分析了常规圆形孔、带横向槽以及带等离子体气动激励等不同气膜冷却结构的流场特性、温度场特性和冷却效率,揭示了等离子体激励器复合横向槽新型气... 基于横向槽结构和等离子体气动激励的新型流场调节方法,采用RNG k-ε湍流模型,数值计算分析了常规圆形孔、带横向槽以及带等离子体气动激励等不同气膜冷却结构的流场特性、温度场特性和冷却效率,揭示了等离子体激励器复合横向槽新型气膜冷却结构的冷却机理及规律。结果表明:圆形孔气膜冷却结构,气膜孔出流与主流混合强烈,在流场中形成了肾形涡对,冷流被逐渐抬离壁面,热流被卷吸到冷流下方,壁面的冷却效果最差;冷流经过等离子体激励器的气动激励后,产生了反肾形涡对,使得肾形涡对的平均涡量减小了42.64%,同时诱导冷流贴壁流动;横向槽的存在使得气膜孔出流在展向分布更宽,更贴近壁面,肾形涡对的强度较弱;在横向槽和等离子体气动激励的共同作用下,反肾形涡对的强度最大,使冷流的展向分布区域更大并贴近壁面流动。与圆形孔气膜冷却结构相比,在吹风比M=1.0下,带等离子体激励器、带横向槽和"等离子体激励器+横向槽"等三种气膜冷却结构的全局平均气膜冷却效率分别提高了181.6%,73.5%和200.5%。 展开更多
关键词 等离子体气动激励 横向槽 肾形涡对 反肾形涡对 气膜冷却效率
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等离子体气动激励对气膜冷却特性的影响 被引量：1
5
作者 李国占 陈浮 +1 位作者 俞建阳 宋彦萍 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1665-1672,共8页
采用大涡模拟方法研究了锯齿电极等离子体激励器气动激励对圆形孔和扇形孔平板气膜冷却效率和气动损失的影响。结果表明:锯齿电极激励器气动激励产生的动量注入效应促使边界层流体加速而提高了冷却气流向下游的延伸能力;锯齿电极激励器... 采用大涡模拟方法研究了锯齿电极等离子体激励器气动激励对圆形孔和扇形孔平板气膜冷却效率和气动损失的影响。结果表明:锯齿电极激励器气动激励产生的动量注入效应促使边界层流体加速而提高了冷却气流向下游的延伸能力;锯齿电极激励器气动激励诱导的反肾形涡对削弱了肾形涡对的强度与尺度,减少了下游冷、热流体间的掺混,使得扇形孔的中心线和展向平均气膜冷却效率相对于圆形孔最大提高了130%和300%,肾形涡对控制区内的掺混总压损失显著减小;锯齿电极激励器气动激励导致气膜孔内的流动损失略有增大而使其成为影响总压损失的重要因素;锯齿电极激励器气动激励导致圆形孔的熵增升高了26%,但使得扇形孔的熵增减小了41%。 展开更多
关键词 大涡模拟 锯齿电极等离子体激励器 气膜冷却 冷却效率 气动损失 肾形涡对
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“月牙形凸台+等离子体激励器”结构改善气膜冷却效果的数值仿真
6
作者 赵子晨 何立明 +2 位作者 张倩 肖阳 代胜吉 《航空工程进展》 CSCD 2016年第2期135-142,共8页
利用等离子体激励器作为改善气膜冷却效果的方法在近年来得到了初步研究,但现阶段改善程度依然有限。提出"月牙形凸台+等离子体激励器"新型气膜冷却结构,通过CFD计算方法分析常规圆形孔、带月牙形凸台和带等离子体气动激励等... 利用等离子体激励器作为改善气膜冷却效果的方法在近年来得到了初步研究,但现阶段改善程度依然有限。提出"月牙形凸台+等离子体激励器"新型气膜冷却结构,通过CFD计算方法分析常规圆形孔、带月牙形凸台和带等离子体气动激励等不同气膜冷却结构的流场特性、温度场特性和冷却效率。结果表明:在圆形孔气膜冷却结构中,流场中形成了肾形涡对,由于肾形涡对使得冷流抬离壁面以及卷吸热流的作用,壁面的冷却效果最差;冷流经过等离子体激励器或月牙形凸台后,流场产生了反肾形涡对,抑制了肾形涡对的结构尺寸和强度,与圆形孔气膜冷却结构相比,气膜冷却效果在展向和流向上得到较大改善;在"月牙形凸台+等离子体激励器"气膜冷却结构中,冷热流掺混后形成的反肾形涡对强度最大,并且显著提高了孔间区域的冷却效率,在各吹风比下气膜冷却效果最佳。 展开更多
关键词 月牙形凸台 等离子体激励器 肾形涡对 反肾形涡对 冷却效率
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