局部内冷空气系统流体网络分析与数字化计算方法

燃气轮机内冷空气系统结构、气路流动与运行工况极为复杂,造成了内冷空气系统流体计算难度很大,传统一维流体网络法的计算精度已经不能满足当代发动机分析与设计的需求,急需开发一种面向燃气轮机内冷空气系统的高精度、快速的系统级别的流体计算方法。本文面向某船用燃气轮机高压转子内冷空气系统的卸荷腔,创新性地利用一维-三维联合仿真计算方法,实现了快速求解流体网络节点信息的同时解析关键区域流动传热细节。研究结果表明,与传统一维流体网络法相比,一维-三维耦合计算可以通过边界数据传递与耦合计算提高整体计算精度,与传统CFD计算方法相比,一维-三维耦合计算可以加快计算收敛速度,以卸荷腔高压涡轮腔室为例,一维-三维联合仿真计算方法可以节约计算收敛时间约83%,同时三维流体计算域可以获得关键区域的流场细节,对系统级别计算下掌握关键区域流动特性具有重要意义。