DBD等离子体诱导涡影响气膜冷却结构的数值研究

发布时间：2021-12-22 19:33

　　气膜冷却作为叶轮机械高温叶片的重要冷却方式已得到广泛而深入的研究。随着航空发动机不断发展,其涡轮进口温度也在不断增加,传统气膜冷却技术将无法满足未来高性能发动机的冷却需求,因此亟需发展高效气膜冷却技术。等离子体流动控制技术作为一种新型主动流动控制技术在近些年得到广泛关注,利用DBD（介质阻挡放电）等离子体气动激励可以改善流场结构,从而为提高传统气膜冷却技术的冷却效率提供了一种新方法。本文基于标准Shyy等离子体唯象模型建立了相背布置于流向的双等离子体激励器模型,采用雷诺平均方法进行数值模拟计算。首先对平板气膜冷却进行分析研究,发现在气膜冷却流场中存在旋向相反的肾形涡对,该涡对具有使冷却气流远离高温壁面的抬升作用,而双等离子体激励器能够产生两条带状流向涡,并且在相应区域的旋向与肾形涡对相反,从而削弱了肾形涡对强度、提高了冷却气流的附壁能力。接着通过对平板壁面气膜冷却效率分布的研究,发现等离子体激励器的动量注入效应能够增大气膜冷却效率沿平板展向的分布范围,同时提高孔后部分区域冷却效率数值。最后通过改变激励强度与双激励器裸露电极间距来研究激励参数变化对气膜冷却的影响。结果表明,激励强度越高冷... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

气膜孔下游流场

图 1-2 横流中射流的涡系结构[18]算机技术的不断发展，研究人员采用各种数值方法对气Sau A 等[19]利用数值模拟对射流孔下游流场进行了详细体两侧剪切层是诱导肾形涡产生的主要原因，平板附面起始处进而延伸至射流主体，加强了肾形涡的强度，这

冷却孔下游发卡涡结构

【参考文献】：
期刊论文
[1]尾迹影响下有复合角扇形孔涡轮叶片表面的气膜冷却效率实验研究[J]. 李继宸,朱惠人,陈大为,陈刚,周道恩.  西安交通大学学报. 2019(09)
[2]孔型对水雾/空气气膜冷却特性影响的数值模拟研究[J]. 季魁玉,周骏飞,郑达仁.  热能动力工程. 2018(11)
[3]超椭圆孔型对气膜绝热冷却效率的影响[J]. 谢公南,张国花.  南京航空航天大学学报. 2018(04)
[4]射流角与吹风比影响涡发生器强化气膜冷却性能的实验研究[J]. 宋英杰,张超,宋立明,李军,丰镇平.  推进技术. 2017(12)
[5]上游横向间断肋布置方式对气膜冷却性能的影响[J]. 郑达仁,王新军,张峰,袁奇.  西安交通大学学报. 2017(11)
[6]重型燃气轮机涡轮叶片冷却技术研究进展[J]. 张浩,李录平,唐学智,黄章俊.  燃气轮机技术. 2017(02)
[7]等离子体激励器对气膜冷却效率的影响[J]. 张倩,何立明,肖阳,白晓峰,苏建勇,代胜吉.  实验流体力学. 2015(06)
[8]等离子体流动控制研究进展与展望[J]. 吴云,李应红.  航空学报. 2015(02)
[9]燃气轮机透平叶片传热和冷却研究:气膜冷却[J]. 刘钊,杨星,丰镇平.  热力透平. 2014(01)
[10]介质阻挡面放电等离子体流动控制研究进展[J]. 倪章松,李国强,高超.  真空与低温. 2014(01)

博士论文
[1]等离子体气动激励改善气膜冷却流动特性的大涡模拟研究[D]. 李国占.哈尔滨工业大学 2018
[2]DBD等离子体诱导涡结构控制附面层流动研究[D]. 俞建阳.哈尔滨工业大学 2017
[3]单排气膜和多孔全覆盖气膜冷却研究[D]. 杨成凤.南京航空航天大学 2009

硕士论文
[1]气膜孔角度对单排孔射流气膜冷却特性影响研究[D]. 周帅.沈阳航空航天大学 2018



本文编号：3546964