双层壁叶片的模型化方法与冷却设计流程研究

提出了一种适用于双层壁叶片的冷却设计流程。沿叶片的叶高和流向抽象提取出简单冷却单元，对其建立一维管网模型并进行多次管网计算，得出各个单元最优的冷却结构方案。将设计好的冷却单元映射回实际叶片中，并对叶片建立一维管网模型，经过多次冷却结构调整与计算迭代，得到叶片初步的冷却结构。对该叶片进行三维气热耦合计算，只需要局部冷却结构微调和少量的CFD计算，就可以得出最终的冷却设计方案。最终设计的叶片CFD计算得到的平均温度为1 049 K，总冷气量为0.288 kg/s，与管网计算结果1 059 K和0.337 kg/s相近。该设计流程方法简便，准确性高，人工工作量和仿真计算量小，优于传统的涡轮冷却设计流程。