跨尺度空间冷气射流涡系演化规律和气膜冷却机理研究

项目名称： 跨尺度空间冷气射流涡系演化规律和气膜冷却机理研究

项目编号： No.51406124

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 能源与动力工程

项目作者： 张魏

作者单位： 沈阳航空航天大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 冲击+气膜复合冷却由于冷气利用率高，间隙控制响应快，最近被应用在高性能航空发动机主动间隙控制传热设计中。气膜冷却存在于小尺度叶尖间隙和大尺度叶栅通道构成的跨尺度空间，流动传热机理尚不明了。数值模拟初步证明跨尺度对气膜冷却有一定影响。本项目将针对跨尺度空间涡系演化规律和气膜冷却机理两个关键科学问题，采用数值模拟、理论分析和实验测量相结合方法，进一步研究涡系结构、尺度、温度分布、速度分布、堵塞效应及冷却效率等内容。揭示冷气射流涡系演化规律。获得冷却效率典型分布。采用热驱动和涡强化传热理论分析涡系演化规律——热扩散特性——冷却效率三者相互关系，阐明跨尺度空间气膜冷却机理。推导跨尺度交接区冷热流体掺混温度、速度分布表达式，建立跨尺度空间气膜冷却理论模型，求解涡轮外环壁面冷却效率分布。该研究取得的成果将丰富微小尺度流动传热理论，为航空发动机主动间隙控制中的传热精准设计奠定理论分析基础。

中文关键词： 流动与传热；热扩散；冷却效率；理论模型；

英文摘要： The multi-cooling technique combined the impingement and the film was used for the design of heat transfer in the active clearance control on the advanced aero engine because of the effective usage of the coolant and the quick response to control of the t

英文关键词： flow and heat transfer；thermal diffusion；cooling effectiveness；theory model；