平壁氣膜冷卻的數(shù)值模擬.pdf

1、由于燃?xì)廨啓C(jī)具有單機(jī)功率大、體積小、重量輕、工作可靠的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為繼蒸汽輪機(jī)和內(nèi)燃機(jī)之后的新一代船舶動(dòng)力裝置。為了進(jìn)一步提高燃?xì)廨啓C(jī)的功率和熱效率，目前廣泛采用的方法之一是提高燃?xì)獾娜肟跍囟?。隨著燃?xì)鉁囟鹊牟粩嗵岣?，渦輪葉片冷卻系統(tǒng)的研究受到了廣泛的關(guān)注。在整個(gè)冷卻系統(tǒng)中，氣膜冷卻是燃?xì)廨啓C(jī)葉片廣泛采用的冷卻技術(shù)，因此，準(zhǔn)確預(yù)估氣膜冷卻效果對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)葉片等的設(shè)計(jì)起著至關(guān)重要的作用。
　　 本論文通過(guò)使用雷諾平均的Navier-

2、Stokes方程方法數(shù)值研究二維平壁氣膜冷卻問(wèn)題。主要開(kāi)展兩方面的工作：一是研究不同湍流模型預(yù)測(cè)氣膜冷卻效率的準(zhǔn)確程度?？疾斓耐牧髂Ｐ桶ǎ阂环匠蘇-L模型和S-A模型，兩方程系列中的L-S模型。二是研究不同插槽厚度高度比對(duì)氣膜冷卻效率的影響。計(jì)算中選取的三種不同插槽厚度與插槽高度比分別為0.126、0.38和0.63。不同結(jié)構(gòu)下，保持冷卻流與主流的吹風(fēng)比一致(約為1.07)。計(jì)算結(jié)果均與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行比較。
　　 計(jì)算結(jié)果表明：在

3、本文所研究的三種湍流模型中，S-A和L-S模型預(yù)測(cè)的氣膜冷卻效率與實(shí)驗(yàn)值相比偏高，而K-L模型預(yù)測(cè)的偏低，但S-A的預(yù)報(bào)誤差比K-L和L-S模型的都小。與K-L和L-S相比，S-A模型的表現(xiàn)最好。對(duì)于具有分離發(fā)生的槽道流動(dòng)，一方程K-L模型計(jì)算精度不夠高，而L-s模型由于在分離區(qū)預(yù)報(bào)的湍動(dòng)能偏高導(dǎo)致其預(yù)報(bào)的氣膜冷卻效率遠(yuǎn)高于實(shí)驗(yàn)值。對(duì)于不同插槽厚度高度比的研究，計(jì)算表明插槽厚度高度比為O.126即插槽厚度高度比最小時(shí)，氣膜冷卻效率最高。