题目：涡轮叶片微小通道内冷气流动与换热机理研究

    涡轮发动机性能的不断提高对新型冷却技术的发展提出了更高的要求，微小通道作为一种新兴的强化换热手段在电子应用领域表现出的巨大优势，为涡轮叶片高效冷却结构的探索研究提供了方向。

    本文采用数值模拟的方法，通过对静止及旋转微小通道内流动与换热控制方程的无量纲化分析，在参考某发动机原型的工作参数和涡轮转子叶片结构的基础上，分别研究了当量直径、高宽比和扭转角等几何参数对微小通道内流动换热特性的影响，并且详细分析了旋转状态下决定通道内换热强度的三个无量纲流动准则数——雷诺数、旋转数和密度比的变化规律。在得到叶片工作参数范围内合理的几何通道设计结构后，进一步对微小通道在涡轮叶片上的应用效果进行了数值验证。

    研究结果表明：1）相同高宽比时，存在一个最佳的当量直径Dh=1使旋转通道内的综合换热效果最强；而相同当量直径时，存在一个最差的高宽比AR=2.5使综合换热效果最低。2）计算范围内，雷诺数、旋转数和密度比都存在一个临界值，此时微小通道内的换热能力达到峰值。3）应用微小通道的叶片表面冷却效果要明显高于传统蛇形通道的设计结构，并且通道当量直径越小的叶片表现出表面温度更低，冷却效率更高的换热规律。