李 涛，冯 宇，马海红，边 昕，黄洪雁，韩万金

(1.哈尔滨工业大学 能源科学与工程学院，150001哈尔滨;2.中国船舶重工集团 第703研究所，150078哈尔滨)

最近几年，一种流体固体耦合求解方法即气热耦合方法(CHT)被用来解决涡轮的传热问题［1-7］.气热耦合计算中一个关键性因素是湍流模型的封闭，在存在转捩的气冷涡轮流场计算中考虑转捩能提高传热计算的精度［7-9］.王强等［7］采用代数AGS转捩模型和一方程间歇因子输运方程转捩模型研究了不同的转捩模型对气热耦合精度的影响.曾军等［8］采用双方程转捩模型完成了对MARKII和VKI两个高压涡轮导叶叶栅外换热系数的计算，验证了采用转捩模型后，计算的换热系数与实验值吻合更好.在有冷却结构的涡轮叶片中，由于其与高温燃气和冷却气体相接触，导致在叶片的内部形成较大的温度梯度，产生较大的热应力和热变形，减少叶片寿命.为提高涡轮的安全可靠性，气热、热弹多物理场耦合的计算方法逐渐被用来解决工程中遇到的强度问题［9-13］.

本文在多面体网格上分别采用有限体积法和有限元方法建立了气热、热弹多物理场耦合计算平台.NS方程的求解采用隐式LUSGS求解器，湍流模型采用SST模型和SST+Gama-Theta转捩模型.热弹计算的有限元方法采用四面体网格的二次单元十结点的高精度插值函数.最后通过MARKII型叶片5411工况的算例和圆筒的解析解对气热、热弹耦合平台进行了验证，分析了转捩模型对传热计算的影响，分析了转捩……