气冷涡轮叶栅内三维流场的数值模拟与实验研究

采用理论分析和实验研究相结合的研究方法，对冷气射流作用下的涡轮叶栅流场的流动机理与数学模型及数值模拟方法进行了深入研究。建立了模化气冷涡轮叶栅内部流动的通用数学模型即质量源模型，解决了数值模拟中的质量源密度确定、带冷气源项控制方程推导及高精度差分格式运用等关键问题；从涡动力学角度解释了由不同位置喷射不同量的冷气对叶栅的通道涡、壁面涡、尾涡及卵形涡所产生的不同影响，发现了多孔喷气时卵形涡之间的相互作用是引起掺混损失的重要因素之一，揭示了射流对压力、能量损失等气动参数的影响规律。本项研究已发表多篇论文，研究成果对气冷涡轮设计手段的改善及气动/冷却一体化设计水平的提高具有重要意义，并有良好应用前景。