严 佳, 柴军生, 任国哲, 吴忱韩, 唐小龙, 杨小权,丁 珏, 翁培奋

(1.上海大学力学与工程科学学院, 上海 200444;2.中国航空发动机集团沈阳航空发动机研究所, 辽宁沈阳 110066;3.上海电力大学能源与机械工程学院, 上海 200090)

涡轮作为航空发动机最核心的热端部件之一, 其工作环境具有典型的高温、高压、高载荷和强腐蚀性等特点.20 世纪90 年代研制成功的推重比10一级发动机的涡轮前温度已经达到了1 850∼1 950 K.在美国开展的“综合高性能涡轮发动机技术” 和英国开展的“先进核心机军用发动机”研究计划中, 发动机涡轮进口温度更将达到2 200 K 以上.极高的涡轮前温度对涡轮叶片和涡轮盘的耐热性是极大的考验, 常规材料早已无法满足该耐热需求, 这对涡轮冷却技术的发展提出了更高的要求.涡轮旋转盘腔及旋转叶片流动换热数值模拟研究为涡轮冷却技术的发展提供了强有力的支撑.

对于民用航空, 噪声水平已经成为推动发动机研制的关键性指标, 为此国际民航组织和各国民用航空管理局均制定了严苛的民用航空噪声适航条例.随着航空发动机喷流、风扇低噪声设计和控制技术的发展, 涡轮噪声等曾经不太重要的噪声分量逐渐变得重要.航空发动机涡轮内部流动结构、发声机理及噪声传播特性十分复杂, 声学数值模拟逐渐在该领域发挥极大的作用.

为推动涡轮流动、传热和噪声数值模拟方法的发展和工程应用, 本工作对其研究现状进行了回顾和……