● 摘要
在航空燃气涡轮发动机中冷却空气的主要作用是担负高温零部件的隔热与冷却，为了设计合理的空气系统，就必须准确的确定发动机内部各腔室的压力、温度。发动机空气系统与发动机的整机热分析是密切相关的，因为空气系统中冷气沿流程的温度变化，不仅与流动状态本身相关，而且和各零件的表面温度，即各零件对冷气还存在加热和吸热。而各零件的表面温度既取决于流体的流动状态又取决于固体零件的结构和导热状态。在对冷却空气的对流传热进行计算时，流场的热边界条件无法预先规定，即无论边界上的温度还是热流密度都不是已知条件，而是受到流体和与之相邻的固体之间相互作用的制约。因此，冷却空气流过高温固体部件之间的热交换问题是耦合传热问题。而单纯的流体网络法无法解决边界条件不确定的问题，本文研究一种能解决边界条件适定的方法。 本论文针对航空燃气涡轮发动机冷却空气系统与高温固体部件之间的耦合传热问题，探索和研究了一种一维流热耦合的一体化计算方法，即把流体区域的流动和对流换热与固体区域的导热过程组合起来，作为一个统一的换热过程来处理.并分别使用传统的流体网络法和流热耦合网络法对一类强耦合和弱耦合的问题进行了求解，结果发现流热耦合网络法在处理强耦合问题时的优势明显。