题目：航空发动机热设计体系及热-固耦合分析软件的研究

我国虽然在航空发动机的设计思想、设计手段、设计经验、设计数据库、设计准则等方面做了大量工作，但总体设计水平与国外仍有很大的差距。在我国发动机的设计过程中，对发动机高温部件热问题进行专门的热设计涉及很少。通常只对气动、结构、强度进行设计校核，出现问题以后才进行传热计算，这大大延长了设计周期，而且达不到所需要的预期效果。传热计算和热设计应该是航空发动机的设计中非常重要的一个设计环节。航空发动机传热设计包括发动机空气系统、主要零部件的热设计、涡轮冷却叶片的设计等技术，它是保证发动机在各种工作条件下安全可靠工作的关键技术之一，与气动、结构、强度设计等一起构成航空发动机设计的重要内容。本文结合我国航空发动机行业的发展现状，在现有的设计经验和认知水平的基础上，探讨了发动机热设计的基本理论，提出了热设计体系的工作流程，研究和规划了基础的热设计软件，并总结规划了热设计体系的数据库系统。本文重点对热设计体系中的热分析软件进行了研究。为了提高发动机主要零部件的热分析精度，在借鉴国外先进经验的基础上，依据发动机主要热端部件的结构及换热状况，修改和完善发动机热分析计算方法、转动件边界条件的计算程序，对冷气温升以及不同换热类型中换热系数计算方法进行了研究, 使其能处理各种类型换热边界条件, 为软件的进一步开发研究奠定了基础。