一、NUMERICAL MODELING OF COMPOUND CHANNEL FLOWS（论文文献综述）
左婧滢[1]（2021）在《超燃冲压发动机碳氢燃料气膜的冷却和减阻特性研究》文中研究指明燃料作为冷却剂的再生冷却被认为是碳氢燃料超燃冲压发动机最佳的冷却方式。然而随着发动机飞行马赫数的提高和发动机可重复使用需求的提出,再生冷却面临着燃料热沉不足的困境。使用再生冷却通道出口高温气态大分子碳氢燃料组织超声速气膜,进而辅助再生冷却的碳氢燃料再生/气膜复合冷却方式,能够同时利用燃料的吸热和隔热两方面冷却能力,并且有望降低燃烧室壁面摩擦阻力,成为解决再生冷却困境的最佳方式之一。但是,碳氢燃料超声速气膜与高温含氧主流掺混过程中会发生非平衡氧化裂解反应,为超声速气膜流动换热过程及其冷却特性和摩阻分布特性带来了新的特点和挑战,并且最终会对发动机性能产生影响。本文围绕以上问题开展如下研究:为了揭示非平衡氧化裂解反应对碳氢燃料超声速气膜冷却流动换热机理的影响,首先建立带有非平衡氧化裂解反应的碳氢燃料超声速气膜冷却流动换热数值模型。模型同时考虑了适用于超燃冲压发动机燃烧室工况的吸热型热裂解反应和吸/放热共存的氧化裂解反应。在模型的基础上,初步分析了碳氢燃料超声速气膜与高温含氧主流不断掺混的过程中氧化裂解反应的发生发展特性,发现在边界层内氧化裂解反应逐步发生,并且形成燃烧火焰。需要特别指出的是,燃烧火焰的形成远离壁面,被限制在边界层外缘区域。边界层内碳氢燃料气膜的燃烧释热,可能会增加燃烧室壁面热载荷,为热防护带来新的难度。基于氧化裂解反应发生发展特性,进一步对带有氧化裂解反应的碳氢燃料超声速气膜冷却特性展开分析,发现氧化裂解反应为气膜冷却特性带来双重影响,而不是仅带来不利影响。反应首先降低壁面温度为冷却特性带来有利影响,而后提升壁面温度带来不利影响。由于大分子碳氢燃料本身高密度和分子链较长等特性,导致碳氢燃料超声速气膜具有低速低动量喷射、反应吸/放热并存以及反应具有非平衡特性等特点。因此,边界层内反应能量的改变呈现空间非线性分布,在壁面附近主要发生吸热反应,在边界层外缘附近主要发生放热反应,从而导致反应对冷却特性的双重影响。其中,主流马赫数的增加显着提升氧化裂解反应为冷却特性带来有利影响的比例。氧化裂解反应不仅对超声速气膜冷却特性产生影响,也为超声速气膜摩阻分布特性带来影响。研究表明,氧化裂解反应对碳氢燃料超声速气膜的阻力特性具有分区影响。将流场根据化学反应特征划分为吸热区和放热区。吸热区内碳氢燃料低粘度属性和壁面速度梯度的增加对阻力特性的影响相互抵消。在放热区内由于大分子碳氢燃料自身的低粘度属性,和放热反应在边界层内营造低密度环境降低雷诺应力进而降低壁面速度梯度,两方面共同作用导致放热区内减阻特性显着。综合冷却特性和减阻特性发现,氧化裂解反应为防热和减阻的耦合匹配带来了非常有利的条件。由于吸热区靠近气膜进口位置,不带有化学反应的碳氢燃料超声速气膜防热和减阻耦合匹配性能良好,提升放热区内防热和减阻的耦合匹配性能意义更为显着。在放热区内,存在一个较大数值的气膜冷却当量比使得防热和减阻耦合匹配性能最好。最后,基于带有氧化裂解反应超声速气膜冷却特性和减阻特性,从总体角度评估碳氢燃料再生/气膜复合冷却对发动机热边界和推力性能的影响。在用作气膜冷却的燃料质量流量为再生冷却燃料质量流量20%的前提下,相较于单一再生冷却,再生/气膜复合冷却能够显着拓宽发动机热边界。燃烧室长径比显着影响再生/气膜复合冷却对发动机热边界的拓展能力,燃烧室长径比越小,复合冷却对发动机热边界的拓宽范围越大。长径比为7.5时,复合冷却能够将发动机热边界拓宽1.35,气膜的氧化裂解反应进一步将热边界拓宽0.07。在额外携带20%燃料质量流量并且碳氢燃料气膜燃烧效率为0.5的前提下,碳氢燃料再生/气膜复合冷却能够在拓宽发动机热边界的同时,通过降低燃烧室壁面摩擦阻力和燃料气膜燃烧的共同作用,提升发动机的比冲和比推力。
薛兴旭[2]（2021）在《亚音速高负荷涡轮叶栅二次流动特征与控制研究》文中认为涡轮叶片高负荷设计能够通过提高叶片负荷水平的方式提高航空发动机的推重比水平,但也存在加大栅内二次流控制难度、提高二次流损失的负面影响。当前研究基于某涡轴发动机第一级动叶根部叶型,对比了变稠度设计与变转角设计对叶片负荷水平的影响及两类高负荷涡轮叶栅的流场特征,开展了叶片复合弯曲与端壁分区造型的设计与应用研究以及二者的联合设计与应用研究。此外,数值方法验证中还提出了一种可以保持风洞侧壁完整的实验系统周期性改进方案。涡轮叶片负荷调整研究分析了二维叶型参数与涡轮叶片负荷水平的关联,讨论了变稠度与变转角两种负荷调整方法以及两类高负荷涡轮叶栅的流场特征与二次流控制思路。研究结果表明:增大叶栅气流折转角、增大叶栅流道周向宽度与缩短叶栅轴向弦长均能有效提高叶片负荷水平,但出于强度等方面的考虑选用了变转角设计与变稠度设计。其中,变转角设计主要通过改变叶栅周向静压梯度调整叶片负荷水平,因而大转角高负荷叶栅中通道涡与吸力面附近流体存在较强的相互作用;变稠度设计主要通过改变流道周向宽度调整叶片负荷水平,因而低稠度高负荷叶栅吸力面边界层较易发生大尺度流动分离。在大转角高负荷涡轮叶栅的基础上,研究展示了叶片复合弯曲造型的设计思路与应用效果。复合弯曲设计是在常用反弯设计的基础上对叶片吸力面端部进行局部正弯造型的设计方法。研究结果表明在大转角高负荷涡轮叶栅中,叶身反弯设计通过调节吸力面叶展中部静压分布削弱了叶展中部吸力面中下游边界层,并抑制了脱落涡高损失区的低能流体堆积与二次流动;端部正弯设计通过增大周向迁移流体与吸力面夹角降低了周向迁移流体折转过程对通道涡与壁角涡的增强幅度,通过调节吸力面端部静压分布抑制了吸力面端部中下游吸力面边界层,削弱了吸力面角区的低能流体堆积与二次流动。因此,叶片复合弯曲设计在常用反弯设计的基础上进一步改善了叶栅端部流场,如在-20°叶身弯角下,复合弯曲设计对能量损失系数的降低幅度是常用反弯设计的1.66倍。在低稠度高负荷涡轮叶栅的基础上,研究展示了端壁分区造型设计的造型思路与应用效果。研究中,端壁分区造型主要由压力侧前缘凸起与吸力侧中下游凸起组成。研究结果表明,压力侧端壁凸起通过调节壁面坡度改变了压力面前缘端部流场的静压分布,抑制了栅前来流向叶栅端部的折转以及折转后流体的周向迁移趋势,从而有效抑制了马蹄涡压力侧分支的发展;吸力侧端壁凸起通过调节壁面坡度改变了吸力面中下游端部流场的静压分布,提高了周向迁移流体与吸力面的夹角,从而有效抑制了吸力面角区低能流体堆积并削弱了壁角涡与吸力面端部尾缘分离等二次流结构。最终,低稠度高负荷涡轮叶栅的能量损失系数由0.0564降低至0.0485,降幅约占原二次流损失的25%。在分别讨论了以上两种设计方法的基础上,研究还展示了二者联合造型的应用效果,分析了两类控制方法的相互影响及其对联合造型设计参数的影响。研究结果表明,低稠度高负荷叶栅吸力面逆压梯度整体偏高,因此不宜采用吸力面弯曲设计、联合造型设计中仅建议考虑压力面反弯设计与端壁分区造型的联合应用;在大转角高负荷叶栅中,叶片弯曲设计与端壁分区造型设计可以在一定程度上互补、提高二次流综合控制效果:在复合弯曲设计与端壁分区造型设计分别将能量损失系数由0.0988降低至0.0796与0.0769的前提下,端壁分区造型与复合弯曲联合应用能将能量损失系数进一步降低至0.0708。
石千磊[3]（2021）在《基于棋盘形喷嘴射流/歧管/微针翅复合热沉拓扑优化研究》文中研究表明随着电子产品领域的设备产生的热流密度越来越大,传统的散热结构已经不能够满足高热流密度的散热需求,同时传统结构散热不均匀的问题也无法满足高度集成化和信息化的高精度散热要求。微结构换热的优势是体积小,换热效率高,同时也存在温度分布不均匀的问题,多是由于流动分布不均造成的。本文基于喷嘴射流/歧管/微针翅复合热沉,利用其压降小、热阻低、换热效率高等优点,对射流孔和微针翅的拓扑进行优化,对流动进行二维方向的重新组织,提出正方形拓扑、正六边形拓扑、60°角菱形拓扑和30°角菱形拓扑4种基于简单几何的拓扑分布。根据其对称性,建立热沉换热基本单元计算模型,分析不同拓扑结构对流动和换热性能的影响。首先,计算讨论各个单元模型的流动换热特性,主要通过单元模型的流动换热云图、局部对流换热系数以及平均努塞尔数等参数,研究微通道底面射流换热和微针翅侧面对流换热之间的相互作用。30°角菱形拓扑Case D拥有最高的局部对流换热系数,其值超过了 450000 W/（K·m2）。接着,研究了三个独立基本参数喷嘴尺寸DN,微针翅尺寸WPF和微针翅高度HPF对热沉单元的影响。正方形喷嘴拓扑下复合热沉具有显着优势,压降仅3073 Pa,总热阻可以低至9.83×10-4 Km2/W。最后,证明了把微针翅当作多孔介质进行优化是可行的。正六边形拓扑孔隙率最小,COP/ΔT值最高,拥有最大的换热潜力,但是其不适合大高径比的微针翅,热沉整体的平均努塞尔数几乎为0。射流孔径越大越利于降低压损,最优的射流孔径取值范围为50-100 μm。30°角菱形拓扑对孔隙率的变化最敏感,孔隙率从0.83变化到0.92,压降降低了十倍之多。此外,研究了偏心射流对热沉单元换热性能的影响。微针翅在射流偏心中起着重要的作用,大尺寸的微针翅显示出对偏心射流更好的稳定性。
叶秀[4]（2021）在《薄壁双层壁叶片气膜孔结构优化研究》文中进行了进一步梳理航空发动机是飞机的心脏,发动机性能很大程度上取决于涡轮进口温度的高低。在材料耐温能力有限的情况下,以薄壁双层壁叶片为代表的新型叶片冷却结构的提出对发动机性能的提升具有重要意义。为促进薄壁双层壁叶片结构在发动机中的实际应用,本文基于数值模拟研究了不同长径比下基本气膜孔型（圆柱孔、扇形孔及前倾孔）的气膜冷却特性变化,在此基础上对扩张孔结构进行优化;另一方面,基于心形抗涡孔的构建理念设计了圆锥组合孔,分析二者的气膜冷却特性确定较优的抗涡孔结构;研究优化的抗涡孔及扩张孔在叶片不同位置的气膜冷却特性,确定最优的气膜孔结构,并验证了Sellers气膜冷却效率预测模型的适用性。主要研究内容及结论如下:（1）不同长径比下基本气膜孔型结构参数对气膜冷却流动特性的影响研究。基于数值模拟研究长径比L/D=2、5时,不同吹风比下复合角孔、扇形孔、前倾孔的结构参数对气膜冷却效率的影响。结果表明,当长径比L/D较小时,气膜孔内射流不充分发展,气膜出口动量及湍流度较大,气膜冷却作用效果明显减弱;侧向扩张角及前倾角均可降低气膜孔出口射流动量,增大孔下游气膜冷却效率,当长径比L/D=2时,侧向扩张角的优势更为明显。（2）短长径比扩张孔响应面分析及结构优化研究。基于基本气膜孔型的冷却流动特性分析,对以侧向扩张角、前倾角及扩张段长度为变量的扩张孔进行响应面分析,建立了展向平均气膜冷却效率、孔出入口面积比及流量系数与各结构参数的关系模型,并验证了优化结果的准确性,结果表明,当孔出入口面积比AR=2.48时,扩张孔冷却特性最优。在此基础上,以定孔出入口面积为原则,设计九种扩张孔结构,分析其气膜冷却流动特性。结果表明,侧向扩张角为18°、前倾角为5°时,扩张孔气膜冷却效率最高。（3）短长径比抗涡气膜孔的结构优化研究。基于心形孔的构建理念,引入侧向扩张角及前倾角,设计了圆锥组合孔,基于数值模拟平板模型对比分析圆锥组合孔及心形孔的气膜流动特性。结果表明,孔下游射流涡旋发展与孔内冷却气流的发展有着密切联系,射流涡旋高度与孔内涡旋距右侧壁面的距离有关,气膜涡旋间距与孔内涡旋间距直接相关。相较于圆锥组合孔,心形孔下游的反肾形涡射流结构对提高气膜贴壁性更为有利。抗涡孔与心形孔的气膜冷却效率对比结果表明,当吹风比M=0.5、1.0时,心形孔的气膜冷却效率最高。当吹风比M=1.5时,FH18/5孔的展向平均气膜冷却效率最高,且FH18/5孔气膜冷却效率受吹风比的影响较小。（4）叶片不同位置的气膜孔冷却特性研究。基于优化的气膜孔结构,构建叶片气膜冷却计算模型,对比分析叶片不同位置心形孔、FH18/5孔及复合角圆柱孔的冷却流动特性。结果表明,相较于复合角圆柱孔,心形孔及FH18/5扩张孔的气膜覆盖范围明显较大,气膜贴壁性更好。叶片压力面及吸力面x/D>25范围内,心形孔及FH18/5孔的气膜冷却效率差异较小,在叶片吸力面气膜孔下游x/D<25的范围内,FH18/5扩张孔的气膜冷却效率较心形孔更高,且随着吹风比的增大,二者的差异逐渐增大。（5）叶片多排新型气膜孔冷却效率叠加预测Sellers模型优化。基于叶片单排孔模型构建叶片吸力面及压力面的多排孔计算模型,并根据单排气膜孔的仿真结果数据及Sellers模型计算多排孔气膜冷却效率,预测结果与多排孔计算结果对比,分析Sellers模型预测准确性。结果表明,Sellers模型对叶片短长径比新型气膜孔的冷却效率预测结果准确性较差。探究多排孔中前排孔射流对后排孔气膜分布的影响,并分别针对叶片吸力面及压力面进行Sellers模型的优化,修正后压力面及吸力面气膜冷却效率预测模型平均误差分别为6.18%及2.83%。
郭文宾[5]（2021）在《压缩空气储能系统离心压缩机变工况特性及调节规律研究》文中研究指明储能技术可以促进可再生能源大规模发展,有效解决我国能源环境问题。压缩空气储能系统具有存储容量大、寿命长、不受地理环境限制等优点,是一项极具发展前景的储能技术。压缩机是压缩空气储能系统的核心设备,其性能对整个系统效率和储能经济性有着决定性影响。不同于普通工业中通常在设计工况附近运行的压缩机,储能系统压缩机需具备在较宽流量、压比范围内高负荷高效率运行的能力。因此,提高压缩机高效变工况能力,为压缩机提供安全稳定的运行控制方案是发展压缩空气储能关键技术之一。本文选取大规模压缩空气储能系统中多轴式离心压缩机典型级为研究对象,采用可调进口导叶和可调扩压器这两种变工况调节技术,通过数值与实验相结合的方法对离心压缩机变工况特性开展了深入研究,并为储能系统压缩机运行找到了最佳调节策略。本文主要研究内容与结论如下:1.根据典型级离心叶轮设计参数,自编写一维设计程序,首先得到变几何部件叶片一维气动参数,然后基于神经网络和遗传优化算法完成叶片三维优化设计,最后完成调节机构设计,建立了一套变几何部件与离心叶轮高效匹配设计体系。2.基于压缩空气储能大功率多级间冷压缩机综合实验平台,设计并建成了整机性能测试及内部流场测量系统,得到离心压缩机在不同导叶开度和不同扩压器调节角度下的变工况特性曲线以及进口导叶出口、叶轮出口流场变化规律,揭示了离心压缩机在变工况调节时的一些重要流动现象。3.建立离心压缩机整机数值模型,通过全三维定常流动数值计算方法,对不同导叶开度和不同扩压器调节角度下的离心压缩机整机性能变化规律与内部流场分布规律做了全面的研究与分析,揭示了离心压缩机在变工况调节时的能量损失机理。4.针对压缩空气储能系统压缩机高效变工况的运行特点,为解决进口导叶与扩压器联合调节过程中,调节角度变化的多维空间变量寻优问题,采用Kriging插值模型与Nelder-Mead优化算法,获得了离心压缩机高效变工况调节策略。与不调节时相比,离心压缩机稳定压比运行范围扩大了 232.5%,最高运行效率提高了 1.2%,平均效率提高了 2.8%。
王九龙[6]（2021）在《非均质厚油层挖潜剩余油有效驱动单元渗流理论研究及应用》文中研究表明我国大部分水驱油田普遍进入了开发中后期阶段,长期的注水开发导致储层水淹严重,形成了油水优势渗流通道,但是储层内仍然存在大量的剩余油,同时储层层间和层内的非均质性又加剧了这种矛盾,给挖潜带来了巨大的难度,归根结底是受储层构型（韵律、夹层遮挡、井控受限等因素）的限制,储层内部精细剩余油形成的机理和分布特征不明晰,进而不能提出有效的挖潜方法,现有流动模型也无法提供有效的理论支撑。特别对于大庆油田的非均质厚油层储层,构型影响下高含水期剩余油储量巨大,约占剩余可采储量的53.7%,如何实现这部分剩余油的有效挖潜成为我国目前和未来提高原油产量的重要努力方向。为了搞清厚油层不同非均质构型条件下储层的油水分布规律,揭示剩余油形成机理,本文在“十二五”国家重大专项提出二维有效驱动单元理论模型的基础上,基于渗流力学和流函数模型,将注采单元划分为4个区域:Ⅰ类（高速流动有效驱）、Ⅱ类（低速流动有效驱）、Ⅲ类（高速流动无效驱）、Ⅳ类（低速流动无效驱）。通过引入两个形状函数表征非均质构型的三维空间特征,实现三维流动与三维空间特征的融合,建立了考虑重力的三维有效驱动单元渗流数学模型、非稳态条件下沿流线方向上两相流动的饱和度模型,结合驱替实验和数值模拟方法揭示了注采单元内油水流动特征和饱和度（流线）变化规律。然后通过分别构建韵律、夹层以及注采不完善三类非均质储层的三维形状函数,结合流线密度和流线速度分布来表征了不同非均质构型条件下储层驱替单元内部有效驱动单元随时间和空间上的演化特征,弄清了驱替过程中含水率和油水饱和度随4类有效驱动单元转换的变化特征,进而明确了不同非均质条件下储层剩余油产生的区域和油水饱和度分布规律。依据三维有效驱动单元渗流数学模型,进行了大量数值分析。研究结果表明:（1）韵律储层受重力和纵向非均质性等因素的影响,在高渗透层形成优势渗流通道后,有效驱动的范围快速减小,导致整片状的剩余油产生,通过有效驱动单元模型可以跟踪含水率变化过程中4类驱动单元的变化范围,进而明确了不同韵律特征、不同韵律级差和不同储层厚度条件下剩余油产生的区域和规模;（2）夹层的存在改变厚油层层内和层间的流场分布,导致片状剩余油的产生,并且随着夹层延伸长度、夹层倾角等因素的影响驱动单元控制范围也发生变化,通过有效驱动单元理论可以明确了不同夹层条件下剩余油产生的区域和规模。（3）注采不完善性条件下,不完善区域形成压力平衡去无法实现有效驱动,导致散状剩余油的产生,通过有效驱动单元理论分析,明确了井网不完善、射孔不完善条件下剩余油随驱动单元变化产生的区域和饱和度分布。最后针对大庆油田厚油层三大类型六种模式储层剩余油分布的特征和剩余规模,基于流场转置方法利用三维有效驱动单元渗流模型提出了针对韵律型、夹层遮挡型以及注采不完善型三类主要剩余油类型储层的有效挖潜措施以及具体的挖潜方法和参数设置。根据目标区大庆南中西二区储层构型特征以及开发现状,对整个区块进行有效驱动的单元的划分,最终划分出3788个驱动单元,然后依据有效驱动单元理论分区域、分层位制定针对性的有效挖潜剩余油方案,结果显示调整后区块整体采收率提高4%左右,实现了剩余油的有效挖潜,本研究的成果对非均质厚油层剩余油的进一步挖潜提供了新的理论指导和技术支持。
唐苇羽[7]（2021）在《水平强化管内制冷剂冷凝与沸腾热力特性实验与数值模拟研究》文中提出强化传热在工业和学术界一直备受关注,环保及能效标准的提高对强化传热技术的效率与可靠性提出了更大的挑战。在制冷和电子散热领域,相变传热是一种广泛应用的热管理手段。目前微/多尺度复合强化表面在相变过程中的热力特性及其作用机理还不清晰,而这对不同结构的性能预测与进一步优化至关重要。本文对常规通道内,多种单一和复合强化换热方式的对流冷凝和流动沸腾换热-阻力特性开展实验探究,得到其换热机理;然后采用数值模拟以及数据统计方法探究表面结构对内螺纹管内热力特性的影响,并预测其随工况的变化规律。实验结果表明在对流冷凝换热方面,人字沟槽/涟漪纹强化管在测试工况下均具有最高的冷凝换热系数,可达相同工况下光滑管对应值的1.4–1.74倍。这是由于人字沟槽结构能够有效减薄沟槽交汇处的液膜厚度,而涟漪纹结构会促进流体湍动并降低突起顶部液膜导热热阻。变干度工况下的测试结果表明,在较低质量流速下光管内的换热主要由管顶部的膜状冷凝换热主导,因此换热系数随着干度变化缓慢;而在较高质量流速和干度下,对流冷凝换热作用愈发突出,换热情况则随之逐渐改善。在这两种强化管内,冷凝换热则在整个测试范围都与质量流速呈明显正相关,尤其是人字沟槽/涟漪纹管,这得益于强化结构对对流换热的显着强化作用。本文引入三维表面的面积扩展因子,提出新的换热关联式,该模型能够准确预测复合强化管换热特性。在摩擦压降方面,人字沟槽/涟漪纹强化管的摩擦压降强化倍率可达1.30–1.63;沟槽深度或涟漪纹高度与管径比值被简化为粗糙度考虑,并被嵌入到摩擦系数计算中。验证结果表明,通过该方式,所有数据点的预测偏差均在±20%偏差范围内。流动沸腾换热方面,大干度区间下随着质量流速和热流密度的增加,强化管的换热强化倍率逐渐增加;在质量流速小于120 kg/（m2s）时,人字沟槽/涟漪纹管的换热性能最优;而在质量流速大于120 kg/（m2s）时,人字沟槽/微细粗糙管的换热性能则迅速上升。在较低质量流速下,壁面浸润不充分导致周向换热不均,上下壁温差与管内流型分布间存在强相关;光管内的流型预测分布图与壁温差和换热系数变化规律吻合较好。随着干度上升,光滑管和人字沟槽/微细粗糙管内换热系数先迅速下降而后趋于平缓,管顶部在该区间内的换热系数明显低于管底部;而在较高质量流速下,人字沟槽/涟漪纹管内换热系数随干度呈现“V”形转折,结合壁温差可得在转折点附近管顶部换热明显改善,顶部与底部壁温差值趋近于零,这是由于表面强化结构使得表面充分浸润,进而导致波状流/环形流提前转变。在此基础上,本文考虑表面结构的影响修饰壁面浸润角,分别提出适用于光滑管和复合强化管的换热关联式。采用数值计算方法开展小管径内螺纹管内环状冷凝换热特性的研究,结果表明换热系数与干度和质量流速呈正相关,而随着饱和温度的上升下降。在相同工况下,齿顶角较小的内螺纹管内齿间空间更大,对应管内等效液膜厚度更小,因此在高干度下其具有较高的换热系数且换热系数随干度增加增幅较大;而较大的齿高不仅能带来较高的面积扩展比,还可减薄齿尖附近的液膜,增加流体气相和液膜核心区域湍流粘度,因此其齿尖附近局部换热系数远大于齿高较小的内螺纹管。在环形流换热区域内,在离心力作用下管壁四周液膜厚度分布较为均匀。冷凝换热中相变传质仅发生在相界面附近,其中在齿顶附近传质最剧烈。相应地,齿顶区域换热系数在完全环状流中要远大于齿底部分。而在内螺纹管流动沸腾换热-阻力预测方面,经对比评估后发现现存关联式都无法在较宽管径范围内对多种环保工质的热力特性得到满意的预测效果。在考虑不同尺寸通道内质量流速和热流密度等参数的影响差异后,临界齿根直径与等效热流密度被引入到新换热关联式中。新换热模型对数据集具有最佳预测能力,平均绝对偏差仅为18.2%,且在不同来源数据点对比中均能较好刻画各参数作用。现存摩擦压降关联式被修饰以正确反应局部区域干度的影响,得到的关联式预测性能大大于其他现存模型。最后为验证上述两个关联式,通过实验得到多根不同参数情况下,微翅片管内换热-阻力特性的相关数据并进行对比,结果表明所有测试点的预测偏差均在±30%范围内。
姚然[8]（2021）在《透平叶片端壁及前缘冷却特性的数值研究》文中研究表明随着航空发动机技术的持续发展,透平进口温度和压力不断提升,远远超过了现有材料的最高耐受温度,包括端壁和前缘在内的透平冷却叶片直接暴露在高温高压的极端环境中。为了保障透平叶片的正常运行,亟需发展先进高效的冷却技术。目前,常用的冷却技术可以按照冷却气体是否混入高温主流分为外部冷却和内部冷却,前者包括气膜冷却和层板冷却等,后者包括肋化通道冷却、冲击冷却和涡流冷却等。近年来,对这些冷却方法的传热机理、影响因素和结构优化的研究大量涌现,受到了研究者的广泛关注。尽管如此,一些冷却技术从理论研究到实际应用还有一定距离,仍然有一些问题亟需解决。例如:现有的机理实验研究大多采用简化的透平冷却叶片几何模型代替真实的复杂模型,或采用简化的边界条件代替复杂的真实边界条件。显然,这类简化的做法会对冷却效果的预测造成一定的偏差。此外,如何在减少冷气消耗的同时获得较高的冷却效率依然始终是透平冷却叶片设计者面临的一大难题。为此,本文采用通过实验验证的流固耦合数值方法,对不同冷却结构下,真实透平叶片端壁和前缘的冷却特性进行深入研究,主要工作如下:（1）讨论了环形透平端壁简化为平板对气膜冷却效率的影响。通过真实环.形端壁和简化平板端壁上气膜冷却效率的比较,发现在不同工况下,端壁平板简化对绝热和综合冷却效率的影响是截然不同的。在高主流雷诺数的真实工况下,真实环形端壁会导致综合冷却效率出现“马太效应”,即:在气膜覆盖较好的区域产生高冷却效率,在气膜覆盖较差的区域产生低冷却效率。因此,在环形端壁上的温度梯度更大,也就是说,使用平板端壁简化可能会高估端壁的使用寿命。（2）分析了利用传热传质相似性测量端壁气膜效率的可靠性和准确性。本文先对湍流状态下传热和传质过程的控制方程进行系数比较,再分别使用空气和二氧化碳作为冷却工质,用数值计算方法分别比较透平端壁的传热和传质气膜效率。研究发现,以传质实验代替传热实验的可靠性和当地湍流特征有关。只有当湍流输运占主导地位,且湍流传热和传质扩散系数十分接近时,用传质实验预测传热特性的准确度较高。对真实透平端壁来说,在上游层流区域产生的误差较大,中游湍流区域误差较低,而下游区域传质气膜效率低于真实的传热气膜效率。（3）针对叶片前缘很难冷却的问题,提出了一种新型的多级涡流冷却概念,并通过数值模拟研究了该结构的流动和传热特性。结果表明,与传统的单级涡流冷却结构相比,这一新型的多级结构能够在不增加冷气消耗的前提下,获得更高、更均匀的传热速率。虽然使用该结构付出了总压损失升高的代价,但气热性能是总体提高的。（4）研究了叶片前缘双层壁冷却结构的传热和流动特性。通过在不同总压比下的数值模拟,发现了高温燃气倒灌进入叶片内部的不利现象,并分析了该现象形成的原因,据此提出了一系列改进措施,有效地提升了目标壁面的冷却效率。（5）在考虑主流入口热斑的真实条件下,研究了热斑运动和扩散规律,分析了叶片前缘气膜冷却和双层壁冷却结构的冷却特性,比较了两种结构在热斑条件下的冷却效果。结果表明,热斑会导致叶片前缘产生局部的高温区域,该区域的特性同热斑的强度、位置有关。在主流温度非均匀的条件下,双层壁冷却结构相比气膜冷却结构能够获得更高的冷却效率,但是在扰流柱上存在较高的温度梯度和较大的热应力。
张元[9]（2021）在《射流强化不同曲率螺旋通道换热的数值模拟》文中进行了进一步梳理圆形截面螺旋通道作为目前常见的曲线通道换热器,广泛应用于化工、航天等领域。本文采用射流冲击的方式强化了圆形截面螺旋通道内的流体流动与换热,基于计算流体动力学软件Fluent进行数值计算,并将数值分析结果与已有实验结果作对比,以验证本文数值模拟方法的准确性,分析射流参数与螺旋通道曲率对流动与换热的影响。本文探究了不同射流速比（εj）及入射角（α）作用下,不同曲率圆形截面螺旋通道内的涡旋结构、复合流场、流动阻力及壁面换热特性,从综合强化换热因子角度进行综合评价,并基于场协同原理揭示其强化传热机理。此外,本文考察了不同参数射流消耗外界能量的情况。研究结果表明:射流冲击圆形截面螺旋通道内壁面时,通道内会产生一对与Dean涡旋转方向相反的射流诱导涡,在施加射流的初始阶段,两对涡旋相互抑制,当射流速比较大时,射流诱导涡能够完全抑制Dean涡的发展。射流的冲击作用会有效减小温度场与速度场的协同角从而强化壁面换热。在螺旋通道中,射流半值宽沿流动方向不断增大,并且随射流速比的增大而增大。增大射流速比、减小射流入射角均会起到增大流动阻力和强化壁面换热的作用。在α=45°、εj=5的工况下,射流复合圆形截面螺旋通道强化换热相对于单一螺旋通道会使局部努谢尔数最高可提高5倍,平均努谢尔数最高提升60%。基于射流前螺旋通道流量,射流冲击内壁面获得的综合强化换热因子JF范围是1.26～1.67;基于射流后螺旋通道流量,射流冲击内壁面获得的JF范围是1.008～1.417。此外,增大螺旋通道的曲率会缩短射流的冲击距离,强化螺旋通道内壁面的换热强度。并且壁面射流区的范围也随曲率的增大而增大,因此较大曲率的螺旋通道有利于壁面的换热。
董爱华[10]（2021）在《重型燃气涡轮高温动叶冷却结构换热机理的数值研究》文中研究说明重型燃气轮机汇集了人类社会工程技术领域最先进科技成果,其研制水平展现了一个国家的工业生产能力,它在能源的高效、洁净和安全利用中起至关重要的作用。而重燃的高温动叶不仅要承受超过本身制造材料许用温度的高温,而且在运行中始终处于高速转动状态,在较大的离心力、科氏力及其衍生的浮生力的作用下,工作环境在重燃叶片中最为恶劣。因此,高温动叶及其冷却结构的研究乃是重燃通流部件研制中的制高点技术。本文首先为高温动叶的研究作了下述准备工作。在哈工大经过工程考核的S2流面计算软件的基础上,开发了针对重燃多级气冷涡轮的一维设计软件、准三维设计软件和一维热流管网计算软件。针对重燃涡轮内外流动气热耦合一体化设计和数值模拟,采用具有试验数据的Mark II型叶片和带有多排气膜孔的C3X叶片作为计算模型,验证了本文采用的数值方法。应用一维和准三维设计软件消化和吸收了9FA的先进设计经验,自主设计了F级中低热值燃料重燃涡轮的通流部分,并与9FA的通流特性作了对比。结果表明,两者三级涡轮各级承担的焓降均为逐级降低的,第二级降低的梯度较小,这样分配涡轮通流部分的焓降,既能提高上游级的承载能力,又能减少通流部分的余速损失。由于中低热值涡轮在通流设计中,采用了子午收敛和可控涡相结合的设计方法,叶栅轴向间隙中沿叶高的气动参数分布比较均匀,上游叶栅为下游叶栅提供了良好的进口流场,同时也降低了径向掺混损失。但是,由于中低热值涡轮初温较低,冷气流量较大,通流效率比9FA涡轮低1.0%。此外,使用一维热流管网计算软件,快速预测了MarkⅡ叶栅原型圆管内冷通道改型为突扩突缩“竹节”通道以及高温动叶高速旋转对内部冷却的影响,发现加强内部冷却壁面对冷气的扰动会强化冷气与叶片壁面的换热效应,这为高温动叶内部冷却结构的改型设计打下了理论基础。以9FA涡轮动叶为母型,在缺乏原始几何数据的条件下,经过反复理论推敲和气热耦合数值模拟,探索9FA涡轮的先进设计经验,基于我国燃料供应特点,设计出高温动叶和其内部冷却结构的初始方案。此后借助气热耦合数值模拟,获取初始方案的流动特性和换热特性,理论分析该方案的可行性以及存在的问题。接着进行了三次改型设计,获得高温动叶的原型方案。在改型设计中主要调整了冷却通道拐角形式、挡板冲击孔尺寸、尾缘出流通道宽度、补气孔位置及角度等。对原型方案的数值分析表明,叶片的流动和换热特性良好,基本达到了预期的设计目标。最后,对原型方案作了进一步改型设计:改进冷却腔内的扰流肋形式,采用60°V型肋;在冷却通道Ⅵ、Ⅶ之间沿叶高增设三处贯通缝结构。对其进行数值计算,结果显示:叶片外表面温度有所下降,局部换热强化效果较好;冷气入口参数更趋合理;冷气质量流量增大,展向分布更为均匀;气膜喷射及覆盖能力增强。显然,预期的冷气流场改善与冷却效果得到了部分实现,改型叶片,即最终得到的冷却结构对于工程应用具有重要的参考价值。为了尽量降低叶片金属表面的温度,延长叶片的使用寿命,数值研究了在叶片表面涂覆热障涂层对叶片换热性能的影响。与无涂层的高温动叶相比较,有涂层叶片表面与气膜之间的温差减小,因而降低了通过叶片的热流密度,这导致叶片金属表面的温度分布更加均匀。除特殊的叶顶区之外,有涂层的叶片金属表面比无涂层的叶片表面温度低80K。一般内部冷却结构中都设置补气孔,本文在相同冷气流量的条件下,通过比较有无补气孔内部冷却结构的流动和换热性能,来认识补气孔的作用。对有无补气孔的高温动叶内部冷却结构的气热耦合数值模拟结果显示,无补气孔时,冷却效果明显高于有补气孔的内冷结构,可是由于冷气在内冷结构中的流程长而曲折,流阻大幅增高,需求的冷气进口压力已远超压气机供气的最高压力,因此无补气孔的内冷结构没有工程应用价值。而具有补气孔的内冷结构与无补气孔的比较,冷却效率较低,叶表温度和温度梯度较高,然而在叶表温度及其梯度不超标的情况下,要求的冷气进口压力在压气机的供气压力范围内。内冷结构后腔有无补气孔不仅叶表温度分布相当,而且冷气进口压力也几乎没有差别,后腔补气孔可以取消。鉴于高温动叶冷却效应实验研究存在困难,本文应用气热耦合计算方法进一步研究了高速旋转对冷却系统的影响,计算结果表明,冷气的湍流度显着升高,流阻与换热能力加强,叶表温度在静止状态达到设计要求,在旋转状态下也一定符合设计要求。数值结果证明了对于燃气涡轮高温动叶冷却结构,以静态试验替代动态试验的可行性。在亚声速风洞上,完成了F级中低热值燃料重燃涡轮高温动叶叶型的气动特性吹风试验。试验结果证明,高温动叶的叶型损失随冲角的变化曲线比较平坦,说明F级中低热值燃料重燃涡轮高温动叶选择的叶型具有良好的变冲角特性。
二、NUMERICAL MODELING OF COMPOUND CHANNEL FLOWS（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、NUMERICAL MODELING OF COMPOUND CHANNEL FLOWS（论文提纲范文）
（1）超燃冲压发动机碳氢燃料气膜的冷却和减阻特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 再生冷却技术研究现状 |
| 1.2.2 组合冷却技术研究现状 |
| 1.2.3 超声速气膜冷却技术研究现状 |
| 1.3 碳氢燃料超声速气膜面临的主要问题 |
| 1.3.1 气膜与主流掺混会发生吸放热并存的非平衡化学反应 |
| 1.3.2 氧化裂解反应对气膜流动换热特性的影响尚不明确 |
| 1.3.3 再生/气膜复合冷却对发动机性能的影响有待评估 |
| 1.4 本文的研究内容及章节安排 |
| 第2章 带有非平衡氧化裂解反应碳氢燃料超声速气膜流动换热数值建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 带有氧化裂解反应碳氢燃料超声速气膜数值模型 |
| 2.2.1 物理模型 |
| 2.2.2 控制方程 |
| 2.2.3 物性处理方法 |
| 2.2.4 适用于低压高速燃烧室环境的热裂解反应模型 |
| 2.2.5 适用于低压高速燃烧室环境的氧化裂解反应模型 |
| 2.2.6 湍流模型 |
| 2.2.7 湍流化学反应相互作用模型 |
| 2.3 带有氧化裂解反应碳氢燃料超声速气膜模型验证 |
| 2.3.1 数值模型验证思路 |
| 2.3.2 近壁区超声速湍流剪切掺混过程预测能力验证 |
| 2.3.3 带有吸热型热裂解反应的超声速气膜流动换热预测能力验证 |
| 2.3.4 超声速湍流边界层内剪切掺混燃烧过程预测能力验证 |
| 2.4 超声速气膜冷却过程中氧化裂解反应发生发展特性 |
| 2.5 燃料气膜燃烧对燃烧室热载荷影响路径分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 带有氧化裂解反应的碳氢燃料超声速气膜冷却特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 吸热型热裂解反应对超声速气膜冷却特性的影响机制分析 |
| 3.3 氧化裂解反应对超声速气膜冷却特性的双重影响机制 |
| 3.4 超声速气膜冷却特性评价指标及影响因素变化原则 |
| 3.4.1 超声速气膜冷却特性评价指标分析 |
| 3.4.2 主要影响因素变化原则 |
| 3.5 气膜参数对带有燃烧反应超声速气膜冷却特性的影响规律 |
| 3.5.1 定气膜冷却当量比下气膜进口速度和厚度的影响 |
| 3.5.2 定气膜冷却当量比下气膜进口温度的影响 |
| 3.5.3 气膜冷却当量比的影响 |
| 3.6 主流对带有燃烧反应超声速气膜冷却特性的影响规律 |
| 3.6.1 主流来流温度的影响 |
| 3.6.2 主流来流马赫数的影响 |
| 3.6.3 激波对带有燃烧反应超声速气膜冷却特性的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 超声速湍流边界层内碳氢燃料超声速气膜燃烧减阻特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 氧化裂解反应对超声速气膜阻力特性的分区影响机制 |
| 4.3 碳氢燃料超声速气膜燃烧防热/减阻耦合匹配特性分析 |
| 4.3.1 碳氢燃料超声速气膜燃烧防热/减阻耦合匹配路径分析 |
| 4.3.2 减阻特性和防热特性参数定义 |
| 4.3.3 碳氢燃料超声速气膜防热/减阻耦合匹配特性 |
| 4.4 气膜参数对防热/减阻耦合匹配特性的影响规律探索 |
| 4.4.1 气膜流动参数的影响 |
| 4.4.2 气膜结构参数的影响 |
| 4.5 宽速域运行范围下发动机防热/减阻耦合匹配特性探索 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 碳氢燃料再生/气膜复合冷却对发动机热边界和推力性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 碳氢燃料超燃冲压发动机燃烧室再生/气膜复合冷却准一维模型 |
| 5.2.1 碳氢燃料再生/气膜复合冷却准一维模型 |
| 5.2.2 碳氢燃料再生/气膜复合冷却准一维模型验证 |
| 5.3 碳氢燃料再生/气膜复合冷却对发动机热边界的影响 |
| 5.3.1 物理模型及发动机热边界评价指标 |
| 5.3.2 碳氢燃料再生/气膜复合冷却方案优化 |
| 5.3.3 不考虑气膜氧化裂解反应时复合冷却对发动机热边界的影响 |
| 5.3.4 碳氢燃料超声速气膜氧化裂解反应对发动机热边界的影响 |
| 5.4 碳氢燃料再生/气膜复合冷却对发动机推力性能的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（2）亚音速高负荷涡轮叶栅二次流动特征与控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景与意义 |
| 1.1.1 高推重比航空发动机设计研究的必要性 |
| 1.1.2 高负荷涡轮叶栅二次流控制研究的重要性 |
| 1.2 涡轮高负荷设计研究概述 |
| 1.2.1 单列叶栅流动模型及相关研究 |
| 1.2.2 单级涡轮流动模型机相关研究 |
| 1.3 涡轮栅内二次流及其控制研究 |
| 1.3.1 涡轮栅内二次流模型 |
| 1.3.2 涡轮栅内二次流控制 |
| 1.3.3 高负荷涡轮的二次流动控制 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 数值方法与验证 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 数值模拟方法 |
| 2.2.1 数值方法原理说明 |
| 2.2.2 计算域与仿真边界条件 |
| 2.2.3 网格划分与参数定义 |
| 2.3 数值方法验证 |
| 2.3.1 基准叶栅模化实验 |
| 2.3.2 仿真结果准确性验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 涡轮叶片负荷调整研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 叶片负荷的调整与验证 |
| 3.2.1 负荷调整思路及分析 |
| 3.2.2 参数化方法与负荷调整方案 |
| 3.2.3 负荷调整结果验证 |
| 3.3 负荷水平提高的影响 |
| 3.3.1 壁面二维流场分析 |
| 3.3.2 叶栅三维流场分析 |
| 3.4 高负荷叶栅二次流控制思路 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 涡轮叶片复合弯曲设计与流场分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 积迭线参数化方法与积迭线造型 |
| 4.3 复合弯曲造型的设计思路与分析 |
| 4.3.1 复合弯曲设计对边界层发展的影响 |
| 4.3.2 复合弯曲设计对周向迁移流体的影响 |
| 4.4 复合弯曲设计的应用效果研究 |
| 4.4.1 复合弯曲设计与常用反弯设计的应用效果对比 |
| 4.4.2 积迭参数对复合弯曲设计的影响研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 涡轮叶栅端壁分区造型设计与流场分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 端壁造型参数化与命名方法 |
| 5.2.1 端壁造型参数化方法 |
| 5.2.2 端壁造型命名方法 |
| 5.3 常用非轴对称端壁应用效果分析 |
| 5.3.1 造型方案与网格信息 |
| 5.3.2 流场分析与讨论 |
| 5.4 端壁分区造型设计思路与应用效果研究 |
| 5.4.1 端壁凸起对流场影响的定性分析 |
| 5.4.2 单侧端壁造型与正交分析 |
| 5.4.3 端壁分区造型方案与应用效果研究 |
| 5.4.4 造型参数对应用效果的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 叶片弯曲与端壁造型联合设计与流场分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 造型方案与网格信息 |
| 6.2.1 叶栅三维造型方案 |
| 6.2.2 叶栅网格信息 |
| 6.3 联合造型应用效果的总体评估 |
| 6.4 联合造型应用效果的具体分析 |
| 6.4.1 叶片弯曲设计对端壁分区造型设计应用效果的影响 |
| 6.4.2 端壁分区造型设计对叶栅弯曲设计应用效果的影响 |
| 6.4.3 高负荷叶栅联合造型设计思路 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）基于棋盘形喷嘴射流/歧管/微针翅复合热沉拓扑优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 微结构热沉概述 |
| 1.2.1 微结构热沉的优点 |
| 1.2.2 微结构热沉的主要问题 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 射流技术研究现状 |
| 1.3.2 微结构研究现状 |
| 1.3.3 歧管式分流结构研究现状 |
| 1.3.4 微结构复合热沉的研究现状 |
| 1.4 主要研究内容和研究目标 |
| 1.5 研究工作创新性 |
| 第2章 复合热沉物理与数值模型 |
| 2.1 几何模型 |
| 2.2 数值模型 |
| 2.2.1 计算模型 |
| 2.2.2 边界条件和控制方程 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 热沉流动及换热性能分析优化 |
| 3.1 基础单元模型的换热及流动性能分析 |
| 3.2 基于单元模型独立几何参数研究及优化 |
| 3.2.1 喷嘴尺寸D_N对单元模型的影响 |
| 3.2.2 微针翅尺寸D_(PF)对单元模型的影响 |
| 3.2.3 微针翅高度H_(PF)对热沉单元的影响 |
| 3.2.4 复合热沉的平均努塞尔数 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 基于多孔介质参数的复合热沉拓扑优化 |
| 4.1 复合热沉的拓扑优化背景 |
| 4.2 基于多孔介质设计优化方法 |
| 4.2.1 缩放因子对热沉单元流动换热的影响 |
| 4.2.2 射流孔径对热沉单元流动换热的影响 |
| 4.2.3 孔隙率对热沉单元流动换热的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 偏心射流对热沉性能的影响 |
| 5.1 研究内容 |
| 5.2 几何模型与数值模型 |
| 5.3 热沉单元的流动和换热参数优化及讨论 |
| 5.3.1 微针翅尺寸D_(Pf)对热沉换热性能的影响 |
| 5.3.2 喷嘴尺寸D_N对热沉换热性能的影响 |
| 5.3.3 底面恒定热流密度对热沉换热性能的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（4）薄壁双层壁叶片气膜孔结构优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 叶片冷却结构概述 |
| 1.2.1 叶片主要冷却形式 |
| 1.2.2 新型叶片冷却结构 |
| 1.3 叶片气膜冷却结构发展动态及国内外研究现状 |
| 1.3.1 叶片气膜孔结构演变 |
| 1.3.2 国外研究现状 |
| 1.3.3 国内研究现状 |
| 1.4 课题研究意义与内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第二章 气膜冷却数值模拟基本理论及模型 |
| 2.1 数值计算基本理论 |
| 2.1.1 控制方程 |
| 2.1.2 湍流模型 |
| 2.1.3 气膜冷却基本参数 |
| 2.2 平板模型数值计算方法 |
| 2.2.1 平板计算模型 |
| 2.2.2 计算模型网格无关性分析 |
| 2.2.3 平板模型准确性验证 |
| 2.3 叶片模型数值计算方法 |
| 2.3.1 叶片计算模型 |
| 2.3.2 叶片模型网格无关性分析 |
| 2.3.3 叶片计算模型准确性验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 变长径比下基本气膜孔型结构的冷却流动特性研究 |
| 3.1 气膜孔结构参数 |
| 3.2 不同长径比下复合角的作用机制研究 |
| 3.2.1 复合角圆柱孔的气膜冷却特性 |
| 3.2.2 复合角圆柱孔的流动特性 |
| 3.3 不同长径比下侧向扩张角的作用机制研究 |
| 3.3.1 扇形孔的气膜冷却特性 |
| 3.3.2 扇形孔的流动特性 |
| 3.4 不同长径比下前倾角的作用机制研究 |
| 3.4.1 前倾孔的气膜冷却特性 |
| 3.4.2 前倾孔的流动特性 |
| 3.5 扩张孔结构参数的响应面分析优化 |
| 3.5.1 实验方案 |
| 3.5.2 响应预测模型建立及其优化结果验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 短长径比扩张孔及抗涡孔结构优化研究 |
| 4.1 气膜孔结构优化设计方案 |
| 4.2 扩张孔的流动冷却特性分析 |
| 4.2.1 扩张孔冷却性能分析 |
| 4.2.2 扩张孔流动特性分析 |
| 4.2.3 扩张孔孔内流动结构分析 |
| 4.3 基于心形孔的抗涡孔结构优化研究 |
| 4.3.1 气膜孔流场结构对比分析 |
| 4.3.2 气膜孔内流场结构对比分析 |
| 4.3.3 新型气膜孔冷却特性对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 叶片气膜冷却特性研究及气膜冷却预测模型优化 |
| 5.1 叶栅计算模型 |
| 5.2 数值流场分析 |
| 5.2.1 叶栅通道流场分析 |
| 5.2.2 吸力面流场分析 |
| 5.2.3 压力面流场分析 |
| 5.3 气膜冷却效率分析 |
| 5.3.1 吸力面气膜冷却效率 |
| 5.3.2 压力面气膜冷却效率 |
| 5.4 叶片多排孔冷却特性分析 |
| 5.4.1 吸力面双排孔气膜冷却特性 |
| 5.4.2 压力面双排孔气膜冷却特性 |
| 5.4.3 气膜冷却叠加预测模型优化 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
（5）压缩空气储能系统离心压缩机变工况特性及调节规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 变工况调节方法 |
| 1.2.2 变几何部件设计 |
| 1.2.3 内部流动特性 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 第2章 变几何部件设计 |
| 2.1 研究对象 |
| 2.2 设计方法 |
| 2.2.1 一维设计 |
| 2.2.2 三维优化设计 |
| 2.3 设计结果 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 研究方法 |
| 3.1 数值方法 |
| 3.1.1 软件介绍 |
| 3.1.2 求解方法 |
| 3.1.3 网格划分 |
| 3.1.4 计算设置 |
| 3.1.5 方法验证 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 实验平台 |
| 3.2.2 测试设备 |
| 3.2.3 测试方案 |
| 3.2.4 误差分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 变工况特性 |
| 4.1 整机性能 |
| 4.1.1 进口导叶调节 |
| 4.1.2 扩压器调节 |
| 4.2 内部流场 |
| 4.2.1 进口导叶调节 |
| 4.2.2 扩压器调节 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 变工况调节规律 |
| 5.1 单独调节 |
| 5.2 联合调节 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 本文创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 离心压缩机整机变工况性能实验数据 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（6）非均质厚油层挖潜剩余油有效驱动单元渗流理论研究及应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究目的与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 非均质厚油层研究现状 |
| 1.2.2 非均质厚油层剩余油形成机理研究现状 |
| 1.2.3 流动单元法研究非均质厚油层剩余油分布现状 |
| 1.2.4 剩余油挖潜方法研究现状 |
| 1.3 课题研究内容及方法 |
| 1.3.1 研究内容和研究目标 |
| 1.3.2 研究思路 |
| 2 非均质厚油层剩余油受控因素实验研究 |
| 2.1 实验模型设计原理 |
| 2.2 实验设备与实验步骤 |
| 2.2.1 实验设备 |
| 2.2.2 实验步骤 |
| 2.3 不同非均质条件水驱特征研究 |
| 2.3.1 正韵律非均质模型水驱特征 |
| 2.3.2 反韵律非均质模型水驱特征 |
| 2.3.3 含夹层非均质模型水驱特征 |
| 2.3.4 夹层和韵律双非均质模型水驱特征 |
| 2.4 基于机器学习方法的重力对厚油层剩余油影响研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 非均质厚油层三维有效驱动单元渗流数学模型研究 |
| 3.1 有效驱动单元的定义 |
| 3.2 三维有效驱动单元数学模型建立 |
| 3.2.1 三维油水两相流动的模型 |
| 3.2.2 三维流函数法研究流体在驱动单元中流动 |
| 3.2.3 有效驱动单元三维流函数法的饱和度模型 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 有效驱动单元确定非均质厚油层剩余油分布特征方法研究 |
| 4.1 韵律条件下储层流线表征模型及剩余油饱和度分布特征 |
| 4.1.1 单韵律储层流线及饱和度分布 |
| 4.1.2 复合韵律流线及饱和度分布 |
| 4.2 夹层条件下储层流线表征模型及剩余油饱和度分布特征 |
| 4.2.1 夹层存在条件下储层有效驱动单元理论模型 |
| 4.2.2 注水井钻遇夹层时储层流线及饱和度分布 |
| 4.2.3 注水井未钻遇夹层储层流线及饱和度分布 |
| 4.3 注采不完善条件下储层流线表征模型及饱和度分布特征 |
| 4.3.1 注采完善程度对储层流线及饱和度分布的影响 |
| 4.3.2 井网完善程度对储层流线及饱和度分布的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于有效驱动单元的流场重构及剩余油挖潜方法研究 |
| 5.1 构型影响下剩余油分布特征 |
| 5.2 构型影响下厚油层剩余油挖潜方法 |
| 5.2.1 韵律型剩余油挖潜方法 |
| 5.2.2 夹层遮挡型剩余油挖潜方法 |
| 5.2.3 井网未控制型剩余油挖潜方法 |
| 5.2.4 其他类型剩余油挖潜方法 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 有效驱动单元理论在实际矿场中的应用及分析 |
| 6.1 区块地质特征 |
| 6.2 区块开发现状 |
| 6.3 开发存在的主要问题 |
| 6.3.1 无效驱替情况严重,开发效益差 |
| 6.3.2 综合含水高、剩余油分布高度零散,控水挖潜难度大 |
| 6.4 有效驱动单元理论在实际区块应用分析 |
| 6.4.1 三维有效驱动单元渗流模型在典型井组中的应用验证 |
| 6.4.2 实际区块整体挖潜方案设计 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论及创新点 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 存在的问题及展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 目标区块有效驱动单元分区、分井划分结果 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（7）水平强化管内制冷剂冷凝与沸腾热力特性实验与数值模拟研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 强化传热概念和发展 |
| 1.2 流动沸腾研究进展 |
| 1.2.1 常规尺度强化方式 |
| 1.2.2 微小翅片或沟槽 |
| 1.2.3 微螺柱或方形微肋 |
| 1.2.4 其他微尺度方法 |
| 1.2.5 复合多尺度方法 |
| 1.3 对流冷凝研究进展 |
| 1.3.1 对流冷凝流动实验研究 |
| 1.3.2 对流冷凝流动数值模拟 |
| 1.4 现存研究中的不足 |
| 1.5 研究目标、整体思路以及工作内容 |
| 2 实验系统及测量原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验测试装置 |
| 2.2.1 水平管内相变流动换热测试系统 |
| 2.2.2 测试段结构 |
| 2.2.3 传感器及测量仪表 |
| 2.2.4 测试工质 |
| 2.2.5 测试表面结构 |
| 2.3 实验数据处理 |
| 2.3.1 换热数据计算 |
| 2.3.2 威尔逊图解法 |
| 2.3.3 壁温测量法 |
| 2.3.4 压降数据计算 |
| 2.4 实验误差分析 |
| 2.5 结果可靠性验证 |
| 2.5.1 系统热平衡校核 |
| 2.5.2 单相换热验证 |
| 2.5.3 单相摩擦压降验证 |
| 2.5.4 重复性实验验证 |
| 2.5.5 实验结果与关联式对比 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 复合强化管内冷凝热力特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 强化管内冷凝平均换热-阻力特性 |
| 3.2.1 测试工况 |
| 3.2.2 管内冷凝换热性能 |
| 3.2.3 管内冷凝阻力特性 |
| 3.2.4 管内冷凝综合性能 |
| 3.3 强化管内冷凝换热-阻力特性 |
| 3.3.1 测试工况 |
| 3.3.2 管内流型分析 |
| 3.3.3 光滑管内低流速冷凝换热特性 |
| 3.3.4 复合强化管内低流速冷凝换热特性 |
| 3.3.5 复合强化管内低流速冷凝阻力特性 |
| 3.3.6 综合性能评价 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 复合强化管内流动沸腾热力特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 强化管内流动沸腾平均换热-阻力特性 |
| 4.2.1 测试工况 |
| 4.2.2 管内蒸发换热特性 |
| 4.2.3 管内蒸发阻力特性 |
| 4.2.4 流动沸腾综合性能评价 |
| 4.3 强化管内流动沸腾换热-阻力特性 |
| 4.3.1 测试工况 |
| 4.3.2 光管内流动沸腾换热性能 |
| 4.3.3 强化管内流动沸腾换热性能 |
| 4.3.4 强化管内流动沸腾换热预测模型 |
| 4.3.5 流动沸腾阻力特性研究 |
| 4.3.6 综合性能评价 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 小管径微翅片管冷凝换热数值研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 计算模型 |
| 5.2.1 VOF方法介绍 |
| 5.2.2 湍流模型 |
| 5.2.3 相变传质模型 |
| 5.2.4 几何模型及边界条件 |
| 5.2.5 离散方法及网格独立性验证 |
| 5.2.6 计算结果验证及流型分析 |
| 5.3 结果及讨论 |
| 5.3.1 齿形和流动参数作用 |
| 5.3.2 不同工质换热特性对比 |
| 5.3.3 与换热关联式对比 |
| 5.3.4 气液相界面分布形状 |
| 5.3.5 两相速度及湍流粘度分布 |
| 5.3.6 界面传质速率及局部换热系数分布 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 小管径微翅片管流动沸腾热力特性预测 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 换热关联式评价及迭代 |
| 6.2.1 换热数据集介绍 |
| 6.2.2 现存换热预测模型评价 |
| 6.2.3 新的换热预测模型 |
| 6.2.4 新模型评价 |
| 6.3 摩擦压降模型评价及迭代优化 |
| 6.3.1 摩擦压降数据集介绍 |
| 6.3.2 现存摩擦压降关联式评价 |
| 6.3.3 新的摩擦压降关联式 |
| 6.4 实验数据验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间所取得的科研成果 |
（8）透平叶片端壁及前缘冷却特性的数值研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号表 |
| 英文字母 |
| 希腊字母 |
| 下标 |
| 缩写 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 透平叶片的冷却需求 |
| 1.1.2 燃气透平冷却技术简介 |
| 1.2 透平端壁冷却的研究现状 |
| 1.2.1 叶栅通道的流动特性 |
| 1.2.2 透平端壁的气膜冷却 |
| 1.2.3 透平端壁的层板冷却 |
| 1.3 透平叶片前缘冷却的研究现状 |
| 1.3.1 透平叶片前缘的内部冷却技术 |
| 1.3.2 透平叶片前缘的外部冷却技术 |
| 1.4 透平部件冷却常用的实验测量技术和数值方法 |
| 1.4.1 常用的实验测量技术 |
| 1.4.2 数值模拟方法简介 |
| 1.5 目前仍需解决的一些问题 |
| 1.5.1 几何模型简化带来的误差 |
| 1.5.2 边界条件简化带来的误差 |
| 1.5.3 开发更加有效的透平部件冷却方式 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第2章 透平端壁平板简化对气膜冷却效率的影响 |
| 2.1 本章引言 |
| 2.2 几何模型和数值计算方法 |
| 2.2.1 几何模型 |
| 2.2.2 边界条件和计算设置 |
| 2.2.3 网格策略和收敛判据 |
| 2.3 实验验证 |
| 2.4 结果分析 |
| 2.4.1 低雷诺数环境下端壁平板简化对综合冷却效率的影响 |
| 2.4.2 真实环境下端壁平板简化对绝热气膜冷却效率的影响 |
| 2.4.3 真实环境下端壁平板简化对综合冷却效率的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 利用传热传质相似性测量端壁气膜效率的可靠性分析 |
| 3.1 本章引言 |
| 3.2 传热和传质气膜冷却实验的数学物理模型 |
| 3.3 数值方法 |
| 3.3.1 透平端壁的几何模型 |
| 3.3.2 数值模拟方法 |
| 3.3.3 边界条件 |
| 3.3.4 网格划分和无关性检查 |
| 3.4 数值方法验证 |
| 3.5 结果与讨论 |
| 3.5.1 端壁边界层处的湍流传热/传质扩散系数 |
| 3.5.2 传热和传质方法得出的绝热气膜特性 |
| 3.5.3 主流和冷气的混合特性差异 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 一种新型叶片前缘多级涡流冷却结构的数值研究 |
| 4.1 本章引言 |
| 4.2 单级和多级涡流冷却的几何结构 |
| 4.3 数值计算方法 |
| 4.3.1 计算区域和边界条件 |
| 4.3.2 网格划分和无关性检查 |
| 4.3.3 计算设置和收敛判据 |
| 4.3.4 湍流模型的验证 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 涡管表面的努舍尔数分布 |
| 4.4.2 叶片前缘表面温度分布 |
| 4.4.3 各喷嘴处的冷却剂分配 |
| 4.4.4 涡管内部流动特性 |
| 4.4.5 总压损失特性 |
| 4.4.6 气热特性 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 叶片前缘双层壁冷却结构中的流动和传热特性研究 |
| 5.1 本章引言 |
| 5.2 数值计算方法 |
| 5.2.1 前缘双层壁冷却结构的几何模型 |
| 5.2.2 网格划分和计算设置 |
| 5.3 数值结果与讨论 |
| 5.3.1 总压比为1.01时,不同截面上的流动和传热特性 |
| 5.3.2 总压比对双层壁内部流动和传热特性的影响 |
| 5.3.3 前缘双层壁结构中冷气出流的压力裕度要求 |
| 5.3.4 针对主流倒灌现象的优化改进 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 主流进口热斑条件下真实叶片前缘的冷却特性研究 |
| 6.1 本章引言 |
| 6.2 数值方法 |
| 6.2.1 两种冷却方案的几何模型 |
| 6.2.2 边界条件设置 |
| 6.2.3 网格划分和计算设置 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 主流入口热斑的迁移和衰减 |
| 6.3.2 主流入口热斑对气膜冷却结构综合效率的影响 |
| 6.3.3 主流入口热斑对双层壁冷却结构综合效率的影响 |
| 6.3.4 两种冷却模型冷却特性的对比 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 全文工作总结和结论 |
| 7.1.1 透平端壁平板简化对气膜冷却效率的影响 |
| 7.1.2 利用传热传质相似性测量端壁气膜效率的可靠性分析 |
| 7.1.3 一种新型叶片前缘多级涡流冷却结构的流动和传热特性 |
| 7.1.4 叶片前缘双层壁冷却结构中的流动和传热特性 |
| 7.1.5 主流进口热斑条件下真实叶片前缘的冷却特性 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 未来工作方向 |
| 7.3.1 真实复杂工况下冷却特性的研究 |
| 7.3.2 完整透平叶片结构冷却特性的研究 |
| 7.3.3 新提出叶片前缘冷却结构的加工、装配和验证实验 |
| 7.3.4 透平部件瞬态冷却过程的研究 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间的学术论文和研究成果 |
| 发表的学术论文 |
| 参与的科研项目 |
（9）射流强化不同曲率螺旋通道换热的数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 强化换热技术及场协同原理 |
| 1.2.1 强化换热技术分类 |
| 1.2.2 强化换热技术发展及其评价指标 |
| 1.2.3 场协同原理在强化传热中的应用 |
| 1.3 螺旋通道及射流强化传热的研究现状 |
| 1.3.1 螺旋通道强化换热研究现状 |
| 1.3.2 射流分类及其强化换热研究现状 |
| 1.3.3 基于螺旋通道的复合强化换热研究现状 |
| 1.4 本文所做工作 |
| 第二章 数值模拟及方法验证 |
| 2.1 数值模拟方法 |
| 2.1.1 物理模型 |
| 2.1.2 数学模型 |
| 2.1.3 网格划分与网格独立性验证 |
| 2.1.4 边界条件设置及数值模拟 |
| 2.2 数值模拟方法验证 |
| 2.2.1 螺旋通道流动阻力系数验证 |
| 2.2.2 螺旋通道壁面平均换热系数的验证 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 射流作用下螺旋通道中流场与温度场的发展过程 |
| 3.1 射流后螺旋通道内流体流动的发展过程 |
| 3.1.1 二次流的发展 |
| 3.1.2 无量纲切向速度的发展 |
| 3.1.3 径向速度及轴向速度的发展 |
| 3.2 射流后螺旋通道内温度场的发展过程 |
| 3.2.1 无量纲温度的发展 |
| 3.2.2 螺旋展面的温度分布 |
| 3.3 射流后螺旋通道壁面换热性能的发展过程 |
| 3.3.1 壁面摩擦系数的发展 |
| 3.3.2 壁面局部换热系数的发展 |
| 3.3.3 射流后不同位置场协同角分布 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 射流参数对螺旋通道换热性能的影响 |
| 4.1 射流参数对螺旋通道内流场与温度场的影响 |
| 4.1.1 射流在螺旋通道内的演变 |
| 4.1.2 射流迹线图 |
| 4.1.3 不同速比射流后截面径向速度变化曲线 |
| 4.1.4 射流速比对螺旋通道内二次流的影响 |
| 4.1.5 射流速比对螺旋通道无量纲温度的影响 |
| 4.2 射流参数对流体流动阻力的影响 |
| 4.2.1 不同参数射流作用下壁面摩擦系数的分布 |
| 4.2.2 不同参数射流作用下流体流动阻力的变化 |
| 4.3 不同参数射流作用下壁面换热特性分析 |
| 4.3.1 射流参数对局部换热的影响 |
| 4.3.2 螺旋通道壁面平均换热系数 |
| 4.4 综合强化换热性能评价 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 射流作用下不同曲率螺旋通道内的强化换热 |
| 5.1 曲率对螺旋通道内流体流动影响 |
| 5.1.1 不同曲率螺旋通道的截面无量纲涡量 |
| 5.1.2 螺旋通道曲率对截面无量纲速度的影响 |
| 5.2 射流对不同参数螺旋通道内温度场的影响 |
| 5.3 不同曲率螺旋通道内的流动阻力与换热 |
| 5.3.1 螺旋通道曲率对流体流动阻力的影响 |
| 5.3.2 螺旋通道曲率对壁面换热的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 本文主要工作与结论 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间学术成果 |
（10）重型燃气涡轮高温动叶冷却结构换热机理的数值研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内研究现状 |
| 1.2.1 气膜冷却研究 |
| 1.2.2 内部冷却结构研究 |
| 1.2.3 端壁冷却研究 |
| 1.2.4 热障涂层应用研究 |
| 1.2.5 耦合计算及优化设计研究 |
| 1.3 国外研究现状 |
| 1.3.1 壁面集成冷却方向 |
| 1.3.2 高效低损失冷却方向 |
| 1.3.3 复合冷却新技术方向 |
| 1.3.4 多学科优化设计冷却系统方向 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 气动设计及冷却管网设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 一维流设计平台 |
| 2.2.1 气冷涡轮一维流动计算模型 |
| 2.2.2 9FA重燃涡轮一维流动计算结果 |
| 2.2.3 中低热值重燃涡轮一维流动计算结果 |
| 2.3 准三维设计平台及计算结果讨论 |
| 2.3.1 计算原理 |
| 2.3.2 总体参数比较 |
| 2.3.3 子午流线及各级反力度 |
| 2.3.4 叶栅间参数分布 |
| 2.4 一维热流管网计算 |
| 2.4.1 管网算法原理 |
| 2.4.2 建模方法 |
| 2.4.3 算法验证 |
| 2.4.4 计算结果讨论 |
| 2.5 动叶转动对冷却效应的影响 |
| 2.5.1 冷却结构分析 |
| 2.5.2 构建计算模型 |
| 2.5.3 建立边界条件 |
| 2.5.4 计算结果讨论 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 涡轮高温叶片气热耦合数值模拟方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数值计算方法 |
| 3.2.1 控制方程 |
| 3.2.2 求解方法 |
| 3.2.3 湍流模型 |
| 3.2.4 转捩模型 |
| 3.3 带内部冷却结构叶片的气热耦合验证 |
| 3.3.1 计算模型和边界条件 |
| 3.3.2 计算结果和实验结果的对比 |
| 3.4 带多排气膜孔叶片气热耦合数值模拟 |
| 3.4.1 计算模型和边界条件 |
| 3.4.2 计算结果和实验结果对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 高温动叶冷却结构改型设计研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 几何特点分析 |
| 4.3 分区计算网格 |
| 4.4 初始与改进方案的数值模拟与讨论 |
| 4.4.1 初始方案 |
| 4.4.2 第一、二次改进方案 |
| 4.4.3 第三次改进方案 |
| 4.5 高温动叶冷却结构数值分析与进一步改进 |
| 4.5.1 引言 |
| 4.5.2 原型计算结果分析 |
| 4.5.3 改型计算结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 热障涂层、补气孔和旋转对冷却效应的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 热障涂层对冷却效应的影响 |
| 5.2.1 计算模型和计算方法 |
| 5.2.2 计算结果及讨论 |
| 5.3 补气孔对冷气流动和换热特性的影响 |
| 5.3.1 计算模型和计算方法 |
| 5.3.2 计算结果及讨论 |
| 5.4 旋转对动叶冷气流动与换热特性的影响 |
| 5.4.1 计算模型和边界条件 |
| 5.4.2 计算结果及讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 高温动叶叶型气动特性的试验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 试验装置 |
| 6.3 测量方法 |
| 6.3.1 测针结构特点 |
| 6.3.2 测针测量原理 |
| 6.3.3 校准风洞 |
| 6.3.4 校准曲线 |
| 6.4 试验模型 |
| 6.5 试验结果及讨论 |
| 6.5.1 型面静压系数分布 |
| 6.5.2 出口气流角 |
| 6.5.3 总压损失系数 |
| 6.5.4 气动特性参数汇总 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、NUMERICAL MODELING OF COMPOUND CHANNEL FLOWS（论文参考文献）
- [1]超燃冲压发动机碳氢燃料气膜的冷却和减阻特性研究[D]. 左婧滢. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [2]亚音速高负荷涡轮叶栅二次流动特征与控制研究[D]. 薛兴旭. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [3]基于棋盘形喷嘴射流/歧管/微针翅复合热沉拓扑优化研究[D]. 石千磊. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [4]薄壁双层壁叶片气膜孔结构优化研究[D]. 叶秀. 江南大学, 2021(01)
- [5]压缩空气储能系统离心压缩机变工况特性及调节规律研究[D]. 郭文宾. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2021(02)
- [6]非均质厚油层挖潜剩余油有效驱动单元渗流理论研究及应用[D]. 王九龙. 北京科技大学, 2021
- [7]水平强化管内制冷剂冷凝与沸腾热力特性实验与数值模拟研究[D]. 唐苇羽. 浙江大学, 2021(01)
- [8]透平叶片端壁及前缘冷却特性的数值研究[D]. 姚然. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [9]射流强化不同曲率螺旋通道换热的数值模拟[D]. 张元. 沈阳化工大学, 2021(02)
- [10]重型燃气涡轮高温动叶冷却结构换热机理的数值研究[D]. 董爱华. 哈尔滨工业大学, 2021(02)