航空发动机涡轮盘（腔）上的能量管理技术作用机理研究

项目名称： 航空发动机涡轮盘（腔）上的能量管理技术作用机理研究

项目编号： No.51306008

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： 李果

作者单位： 北京航空航天大学

项目金额： 23万元

中文摘要： 航空发动机涡轮盘（腔）由于工作环境苛刻，通常需冷却以在高温环境下保证工作安全性，但是冷却技术受到冷气用量的制约且发展已趋于极限。怎样满足涡轮盘增长的强度需求，成为了未来高性能航空发动机研制的关键。该项目敏锐的抓住冷却技术的发展实质是一个不断追求和寻找涡轮盘上最佳能量分布形式的过程、冷却的本质是对涡轮盘上能量的管理这两个关键点，将国内外对冷却技术的研究上升到能量管理层面并对能量管理技术的作用机理开展研究：通过理论分析在涡轮盘上能量分布与应力水平间建立直接关联，获得能量分布形式与温度分布、应力水平间的作用原理及规律，并经数值模拟和实验验证。实现基于轮盘上能量组织和管理来主动构建最佳温度分布的应力水平控制，形成从能量管理出发的涡轮盘上温度分布寻优判据以在热分析阶段对涡轮盘上应力水平进行预判。该项目研究结果将直接影响我国航空发动机涡轮系统的设计思想，并为设计方法的改进奠定重要的理论和技术基础。

中文关键词： 航空发动机；涡轮盘（腔）；能量管理；温度分布；应力水平

英文摘要： Aeroengine turbine system operates under severe and complex conditions and the cooling technology is usually used to guarantee safety working in high temperature environment. However, cooling technology is restricted by the amount of cooling air from compressor and has been approached to development limit. Thus, how to satisfy the strength demand of turbine disk is one of the core problems in future high-performance aeroengine development. This project catches two critical characteristic of cooling technology, that is, the development of cooling technology is a process to pursue optimum distribution of energy in turbine disk and the essence of cooling technology is energy management. And the development idea of cooling technology is updated to energy management level and the action mechanism of energy management technology in turbine system is investigated. In this study, the relationship between energy distribution and stress level of the disk is firstly built by theoretical analysis, and then the numerical simulation analysis and experimental study are carried out to validate the feasibility and validity of the obtained functional principles of energy management technology and the interaction rules between energy distribution and temperature distribution and stress level in disk. Based on organization and ma

英文关键词： Aeroengine；Turbine system；Energy management；Temperature distribution；Stress level