[发明专利]涡轮叶片气膜孔孔内换热计算方法

权利要求书

1.一种涡轮叶片气膜孔孔内换热计算方法，其特征在于，所述涡轮叶片气膜孔孔内换热计算方法包括：

S₁、对不含气膜孔的涡轮叶片模型进行建模；

S₂、在所述不含气膜孔的涡轮叶片模型的基础上，编译并运行气膜孔孔内换热程序；

S₃、获得考虑气膜孔换热的涡轮叶片温度场。

2.如权利要求1所述的涡轮叶片气膜孔孔内换热计算方法，其特征在于，所述步骤S₁具体包括以下步骤：

S₁₁、采用建模软件对不含气膜孔的涡轮叶片进行建模；

S₁₂、采用网格划分软件对所述不含气膜孔的涡轮叶片进行网格划分；

S₁₃、打开ANSYS Fluent软件，导入mesh文件；

S₁₄、设置所述涡轮叶片的叶片壁面换热边界条件和能量方程计算方法；

S₁₅、对所述涡轮叶片的模型温度场进行初始化。

3.如权利要求2所述的涡轮叶片气膜孔孔内换热计算方法，其特征在于，所述步骤S₁₅中具体还包括：检测是否具有温度初场，若是，则所述不含气膜孔的涡轮叶片模型准备完成；若否，则返回步骤S₁₅。

4.如权利要求1所述的涡轮叶片气膜孔孔内换热计算方法，其特征在于，所述步骤S₂具体包括以下步骤：

S₂₁、启动涡轮叶片气膜孔孔内换热计算；

S₂₂、读取气膜孔的输入文件；

S₂₃、循环所述涡轮叶片的叶片模型中所有网格单元，寻找到沿所述气膜孔的中心线均匀分布的一个或多个网格单元；

S₂₄、循环所述涡轮叶片的叶片模型中所有边界面网格，分别找到距离所述气膜孔的进出口中心最近的网格单元；

S₂₅、获取所述步骤S₂₃和所述步骤S₂₄中网格单元面温度，分别代表冷热侧壁温，将所述冷热侧壁温的平均值作为气膜孔壁温；

S₂₆、在所述步骤S₂₃、所述步骤S₂₄中找到的网格单元上添加能量守恒方程源项；

S₂₇、开始迭代计算所述涡轮叶片的温度；

S₂₈、更新涡轮叶片温度场；

S₂₉、检测是否收敛，若是，则结束，进入步骤S₃；若否，则返回至步骤S₂₅。

5.如权利要求1所述的涡轮叶片气膜孔孔内换热计算方法，其特征在于，所述步骤S₂₂中的输入文件包括气膜孔结构和气膜孔的气动参数。

6.如权利要求5所述的涡轮叶片气膜孔孔内换热计算方法，其特征在于，所述步骤S₂₂中具体还包括：根据所述输入文件中气膜孔结构和气膜孔的气动参数计算得到冷却气与气膜孔壁之间的换热系数。

7.如权利要求6所述的涡轮叶片气膜孔孔内换热计算方法，其特征在于，所述步骤S₂₅和所述步骤S₂₆之间还包括：由换热系数、冷却气与所述涡轮叶片的壁面之间的温差和气膜孔壁面积得到孔内换热量。

8.如权利要求4所述的涡轮叶片气膜孔孔内换热计算方法，其特征在于，将所述步骤S₂₆中具体包括：将计算得到的换热量以能量守恒方程源项的方式添加到代表一个气膜孔的多个网格单元上。

9.如权利要求5所述的涡轮叶片气膜孔孔内换热计算方法，其特征在于，所述气动参数包括冷却气温度和压力、气膜孔孔数、孔径、质量流量、气膜孔进出口中心坐标。

10.如权利要求1所述的涡轮叶片气膜孔孔内换热计算方法，其特征在于，所述建模软件采用UG，所述网格划分软件采用ICEM。