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动叶凹槽状叶顶气膜冷却有效度和气动性能不确定性量化研究
被引量：
4
1
作者
黄明
李军
+1 位作者
李志刚
宋立明
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期181-192,共12页
结合非嵌入式多项式混沌展开方法、稀疏网格技术、Sobol Indic敏感度分析方法以及RANS方程求解方法,提出了涡轮动叶凹槽状叶顶气热性能不确定性量化分析方法,数值模拟与实验数据吻合一致验证了本文方法预测凹槽状叶顶气热性能的有效性...
结合非嵌入式多项式混沌展开方法、稀疏网格技术、Sobol Indic敏感度分析方法以及RANS方程求解方法,提出了涡轮动叶凹槽状叶顶气热性能不确定性量化分析方法,数值模拟与实验数据吻合一致验证了本文方法预测凹槽状叶顶气热性能的有效性。在量化几何参数叶顶间隙和运行参数主流进口总温以及吹风比的不确定性的基础上,对GE-E 3动叶叶顶的气动以及换热性能进行不确定性量化,详细分析了不确定性输入量对平均气膜冷却有效度、间隙泄漏量以及下游总压损失系数的影响,并且通过Sobol Indic方法对各不确定性变量对叶顶气热性能不确定性的贡献进行量化研究。不确定性分析的结果表明:叶顶前缘区域的泄漏量对不确定性输入不敏感,但是尾缘区域泄漏量的不确定性偏差可达到25%;下游总压损失系数总体受不确定性波动的影响较小;在几何及工况不确定性的影响下,叶顶气膜冷却有效度的统计均值相比于设计值下降29.52%,并且其偏离设计值10%的概率高达91.83%。敏感度分析的结果表明:叶顶间隙的偏差是叶顶气动性能不确定性的主导变量,叶顶间隙偏差对泄漏量以及下游总压损失系数的方差占比分别达88.02%与85.31%;在叶顶传热特性的不确定性方面,3个研究变量对气膜冷却有效度不确定性的贡献均不可忽略。本文研究的3个变量中,叶顶间隙对凹槽状叶顶气动和气膜冷却有效度的综合影响最大,所以在叶片的加工装配过程中需要保证叶顶间隙的精度。
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关键词
动叶凹槽状叶顶
气动性能
气膜冷却有效度
多项式混沌
不确定性量化
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职称材料
透平静叶表面多排孔气膜冷却特性试验研究
被引量：
2
2
作者
何磊
陈大为
+4 位作者
张祎
王海峰
刘钊
竺晓程
杜朝辉
《动力工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第12期1040-1044,1068,共6页
为研究燃气轮机透平静叶表面的气膜冷却特性,搭建了平面叶栅气膜冷却试验台,采用红外成像技术测量了带有多排扇形气膜孔的透平静叶表面气膜冷却有效度和传热系数,分析了不同吹风比下静叶压力面和吸力面不同孔排下游气膜冷却有效度和传...
为研究燃气轮机透平静叶表面的气膜冷却特性,搭建了平面叶栅气膜冷却试验台,采用红外成像技术测量了带有多排扇形气膜孔的透平静叶表面气膜冷却有效度和传热系数,分析了不同吹风比下静叶压力面和吸力面不同孔排下游气膜冷却有效度和传热系数的分布规律。结果表明:随着吹风比的增大,静叶压力面各排孔后气膜冷却有效度增大,静叶吸力面孔排1下游气膜冷却有效度减小,吸力面孔排2和吸力面孔排3下游气膜冷却有效度先增大后减小,吸力面孔排4下游气膜冷却有效度增大;大吹风比时,气膜出流使得静叶表面大部分区域展向平均传热系数相比无气膜时小幅增大。
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关键词
透平叶片
气膜冷却有效度
传热系数
红外成像
吹风比
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职称材料
题名
动叶凹槽状叶顶气膜冷却有效度和气动性能不确定性量化研究
被引量：
4
1
作者
黄明
李军
李志刚
宋立明
机构
西安交通大学叶轮机械研究所
出处
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期181-192,共12页
基金
国家自然科学基金资助项目(51936008)
国家科技重大专项资助项目(2017-Ⅲ-0010-0036)。
文摘
结合非嵌入式多项式混沌展开方法、稀疏网格技术、Sobol Indic敏感度分析方法以及RANS方程求解方法,提出了涡轮动叶凹槽状叶顶气热性能不确定性量化分析方法,数值模拟与实验数据吻合一致验证了本文方法预测凹槽状叶顶气热性能的有效性。在量化几何参数叶顶间隙和运行参数主流进口总温以及吹风比的不确定性的基础上,对GE-E 3动叶叶顶的气动以及换热性能进行不确定性量化,详细分析了不确定性输入量对平均气膜冷却有效度、间隙泄漏量以及下游总压损失系数的影响,并且通过Sobol Indic方法对各不确定性变量对叶顶气热性能不确定性的贡献进行量化研究。不确定性分析的结果表明:叶顶前缘区域的泄漏量对不确定性输入不敏感,但是尾缘区域泄漏量的不确定性偏差可达到25%;下游总压损失系数总体受不确定性波动的影响较小;在几何及工况不确定性的影响下,叶顶气膜冷却有效度的统计均值相比于设计值下降29.52%,并且其偏离设计值10%的概率高达91.83%。敏感度分析的结果表明:叶顶间隙的偏差是叶顶气动性能不确定性的主导变量,叶顶间隙偏差对泄漏量以及下游总压损失系数的方差占比分别达88.02%与85.31%;在叶顶传热特性的不确定性方面,3个研究变量对气膜冷却有效度不确定性的贡献均不可忽略。本文研究的3个变量中,叶顶间隙对凹槽状叶顶气动和气膜冷却有效度的综合影响最大,所以在叶片的加工装配过程中需要保证叶顶间隙的精度。
关键词
动叶凹槽状叶顶
气动性能
气膜冷却有效度
多项式混沌
不确定性量化
Keywords
blade squealer tip
aerodynamic performance
film cooling effectiveness
polynomial chaos
uncertainty quantification
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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职称材料
题名
透平静叶表面多排孔气膜冷却特性试验研究
被引量：
2
2
作者
何磊
陈大为
张祎
王海峰
刘钊
竺晓程
杜朝辉
机构
上海电气电站集团
上海交通大学机械与动力工程学院
西安交通大学能源与动力工程学院
出处
《动力工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第12期1040-1044,1068,共6页
文摘
为研究燃气轮机透平静叶表面的气膜冷却特性,搭建了平面叶栅气膜冷却试验台,采用红外成像技术测量了带有多排扇形气膜孔的透平静叶表面气膜冷却有效度和传热系数,分析了不同吹风比下静叶压力面和吸力面不同孔排下游气膜冷却有效度和传热系数的分布规律。结果表明:随着吹风比的增大,静叶压力面各排孔后气膜冷却有效度增大,静叶吸力面孔排1下游气膜冷却有效度减小,吸力面孔排2和吸力面孔排3下游气膜冷却有效度先增大后减小,吸力面孔排4下游气膜冷却有效度增大;大吹风比时,气膜出流使得静叶表面大部分区域展向平均传热系数相比无气膜时小幅增大。
关键词
透平叶片
气膜冷却有效度
传热系数
红外成像
吹风比
Keywords
turbine blade
film cooling effectiveness
heat transfer coefficient
infrared imaging
blowing ratio
分类号
TK472 [动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
动叶凹槽状叶顶气膜冷却有效度和气动性能不确定性量化研究
黄明
李军
李志刚
宋立明
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
透平静叶表面多排孔气膜冷却特性试验研究
何磊
陈大为
张祎
王海峰
刘钊
竺晓程
杜朝辉
《动力工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021
2
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职称材料
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