● 摘要
随着航空工业的迅猛发展，越来越表明，涡轮的气动与换热分开研究，己经不能适应目前发动机发展的要求，而且对于涡轮的性能也提出了更高的要求。涡轮的进口温度不断提高，燃气温度已经超过了叶片材料的熔点温度，为此，采用先进的冷却技术，降低热端部件的温度，是当前各国研究的重点。本文的主要工作就是利用商业计算软件，对MARKⅡ叶型进行流热耦合的数值研究。 本文所研究的MARKⅡ叶型是各国学者普遍用于耦合研究的叶片，与本文中进行比对的实验结果是NASA CR168015报告中的实验研究结果，MARKⅡ叶型具有十个径向冷却孔，采用对流冷却方式。本文对叶片中截面处的压力分布、马赫数分布和温度分布做了详细的分析和比较，并对流道内的温度场和压力场作了描述。 本文首先应用商业计算软件对MARKⅡ叶型进行了数值计算，对计算出的流场和温度场进行分析,并将计算结果和实验数据进行比较。接着详细讨论了不同数值条件下，涡轮叶片表面的压力分布和温度分布。文中还比较研究了在模型前后加延长段、不同湍流模型、不同来流湍流度、流体物性随温度变化等几种条件下，对叶片和流道温度场和压力场的影响。在此基础上最后应用流热耦合方法对MARKⅡ叶型进行了变循环发动机的一些研究探索，研究燃气以及冷却气进口流量和温度变化对变循环发动机流动和传热的影响。