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题名微细点阵结构的流动传热强化研究及应用综述
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作者
李小龙
梁栋
李丽霞
陈宏
文佳俊
陈伟
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机构
四川大学空天科学与工程学院
航空工业中国飞机强度研究所
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出处
《航空发动机》
北大核心
2025年第2期53-67,共15页
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基金
国家自然科学基金(52076143)
中央引导地方科技发展项目(2023ZYD0136)
+1 种基金
四川省青年科学基金(2024NSFSC0873)
装备预研教育部联合基金(8091B02052303)资助。
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文摘
微细点阵结构凭借高表体比、强扰流作用及轻量化特性等优势,在航空发动机、燃气轮机及高超声速动力装置的热端部件热防护应用中展现出巨大的潜力。介绍了桁架型点阵结构和三周期极小曲面(TPMS)点阵结构的定义、设计方法与流动传热特性,归纳了其流动传热性能的影响因素及相关优化设计策略,总结了其在航空发动机热端部件冷却和高速飞行器前缘热防护中的应用研究进展。增材制造技术的进步为复杂微细点阵结构的精确成型提供了工艺保障。其中,桁架型点阵结构通过交叉倾斜的杆件诱导形成复杂涡流,其传热强化效果相对于传统冷却结构显著提高,但伴随较高的流动压降;三周期极小曲面点阵结构凭借连续光滑的曲面形态和灵活的设计自由度,结合优化算法后展现出高效精准的冷却调控效果。当前,常规工况下典型点阵结构的流动传热特性已得到初步阐述,未来研究可以重点关注梯度点阵结构的优化设计方法、复杂高温环境与旋转效应对其流动传热的影响以及点阵结构与其它冷却技术的协同强化机制等方向,以期进一步推动微细点阵结构在空天热防护系统中的工程应用。
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关键词
微细点阵结构
三周期极小曲面结构
传热强化
热端部件热防护
航空发动机
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Keywords
micro-lattice structures
triply periodic minimal surface structures
heat transfer enhancement
thermal protection of hot-end components
aeroengine
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分类号
V231.1
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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