基于分离涡模拟的平板气膜涡系结构与流动损失数值研究

吴琼; 尹钊; 张华良; 徐玉杰; 陈海生

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基于分离涡模拟的平板气膜涡系结构与流动损失数值研究

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气膜冷却在保护高温部件的同时,主流与冷气干涉会形成复杂的涡系结构并造成掺混损失,研究二者之间的作用机理对指导气冷涡轮优化设计具有重要意义。本文采用DES(Detached-Eddy Simulation)方法对平板圆柱气膜孔的流场进行非定常数值模拟,分析了涡系演变规律以及掺混损失。结果表明:随着吹风比的提高,冷气射流与主流的流动掺混过程表现为两种不同的模式,低吹风比时下游冷气主要受顺时针方向的迎风涡控制,高吹风比时逆时针方向的迎风涡和顺时针方向的背风涡同时控制下游冷气运动;频谱分析显示,流场扰动存在着明显的倍频关系,基频信号由脱落涡产生,频率大小与吹风比呈线性关系;损失分析表明,流场损失主要由冷气与主流的温差换热导致,占总熵损失的90%以上。

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来源
《推进技术》 |2023年第5期|86-96|共11页
作者
吴琼; 尹钊; 张华良; 徐玉杰; 陈海生;
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作者单位

中国科学院工程热物理研究所;

中国科学院大学;

中科南京未来能源系统研究院;

中国科学院清洁能源创新研究院;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类热力学、传热;
关键词
燃气轮机; 气膜冷却; 冷气掺混; 迎风涡; 气动损失; 雷诺应力; 分离涡模拟;

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