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《中国科学院研究生院(工程热物理研究所)》 2004年
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非定常尾迹对气膜冷却影响的研究

蒋雪辉  
【摘要】:采用实验和数值计算的方法,研究了非定常尾迹对气膜冷却的影响。 通过实验的方法,研究了低速情况下非定常尾迹对气膜冷却有效温比的影响。发现在吹风比M=1,细钢棒直径4mm和细钢棒直径6mm时,非定常尾迹使气膜的时均冷却有效温比降低。在吹风比M=0.5,细钢棒直径4mm时,非定常尾迹使气膜的时均冷却有效温比降低。在吹风比M=0.5,细钢棒直径6mm时,非定常尾迹使气膜的时均冷却有效温比升高。 采用实验和数值计算相结合的方法,研究了非定常尾迹对叶片头部气膜冷却的影响。低速实验表明,在文中的实验工况下,相对于无尾迹干扰的情况,非定常尾迹可以使时均气膜冷却有效温比提高2%-3%。数值计算也验证了这一点。同时,数值计算的结果表明,非定常尾迹作用到叶片头部时,可以使主流的滞止点移动到气膜狭缝上,使气膜射流发生分流,导致气膜狭缝下游壁面的气膜冷却有效温比急剧下降。 利用数值计算的方法研究了二维、高速情况下,非定常尾迹对气膜冷却的影响。发现非定常尾迹可以通过两方面来影响气膜冷却,一方面是非定常尾迹直接作用到壁面上,干扰壁面的气膜层结构,对壁面的气膜冷却产生影响;另一方面是非定常尾迹形成的总压和速度亏损作用到气膜孔(缝)周围,使气膜孔(缝)周围的流场发生变化,影响气膜孔(缝)下游壁面的气膜冷却。 利用数值计算的方法研究了三维、高速情况下,非定常尾迹对气膜冷却的影响。发现了非定常尾迹影响气膜冷却的一种新的方式,即非定常尾迹没有直接作用到叶片头部时,也可以使主流的滞止点产生移动。当主流的滞止点移动到气膜孔上时,冷却气膜射流会发生分流;当主流滞止点移动到气膜孔下游时,气膜射流会发生逆流。 通过对实验结果和数值计算的结果进行分析,我们提出非定常尾迹主要通过两种机制影响气膜冷却。一种方式是直接影响,主要体现在非定常尾迹 摘要 直接打在壁面上,扰乱壁面的气膜层结构,影响壁面温度。另一种方式是间 接性影响:主要体现在非定常尾迹使气膜孔周围的速度场发生变化,进而影 响气膜孔下游壁面的气膜冷却。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(工程热物理研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:V235.1

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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1 袁锋;带前缘气冷的旋转涡轮流场实验与数值研究[D];上海交通大学;2007年
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【二级引证文献】
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