复杂涡轮盘腔流热固耦合特性数值仿真研究

探讨在飞行历程下的发动机涡轮盘腔流热固耦合特性,从而获得关键构件流路气动参数及轮盘强度特性的变化规律。首先通过ICEM进行涡轮盘腔的模型建立以及网格划分,然后利用ANASYS的FLUENT软件对涡旋腔进行了三维数值仿真,得到了涡轮盘内压力、温度和速度云图。从涡轮盘腔压力、温度和速度云图中可以看出,冷却气在涡轮机盘腔中起了重要的影响,篦齿的存在很大程度上阻止了倒灌现象的发生。其次基于FLUENT计算结果,对涡轮盘进行静强度分析计算,对典型工况下的应力应变进行估计,最终对两种不同材料的涡轮盘计算结果进行分析。最终得出两种不同材料的涡轮盘腔的最大等效应力都出现在螺栓孔内侧。并且两种不同材料涡轮盘均未发生塑性形变,并且总形变的最大值十分接近,整个涡轮盘的形变主要出现在径向方向。