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申请/专利权人：中国船舶集团有限公司第七〇三研究所

摘要：本发明提供一种动叶叶身带有竹节形微细管阵的冷却结构设计方法，通过构建涡轮动叶叶身外型及内部冷却结构，确定涡轮动叶叶身待强化冷却位置。构建动叶叶身带有竹节形微细管阵冷却结构涡轮动叶整体三维模型，预设涡轮动叶叶身的冷却空气减少量；确定涡轮动叶叶身外型减薄量，调整涡轮动叶叶身、冷却结构及竹节形鼓包微细管阵冷却参数；构建叶身减薄后带竹节形微细管阵冷却结构的涡轮动叶整体三维模型，进行涡轮动叶叶身全三维流热耦合计算，若涡轮动叶叶身的温度参数符合预定温度标准，设计完成。本发明技术方案，能够解决燃气轮机高压涡轮动叶叶身受结构尺寸空间以及冷却空气用量限制，导致叶身温度分布不均匀，引发叶片烧蚀、裂纹等故障的问题。

主权项：1.一种动叶叶身带有竹节形微细管阵冷却结构设计方法，其特征在于，所述设计方法，包括：S101、根据涡轮动叶叶身外型，确定不带微细管阵冷却通道的涡轮动叶叶身冷却结构，对涡轮动叶进行全三维流热耦合计算分析，确定所述动叶叶身温度场分布情况及数据信息，作为后续分析及采用带有竹节形微细管阵冷却结构设计后的对比依据；S102、确定所述涡轮动叶叶身中待布置强化冷却结构的高温区位置；S103、根据动叶叶身的表面结构，结合所述动叶叶身至少包括叶身壁厚、前缘气膜结构、尾缘排气结构的尺寸参数，给定涡轮动叶叶身带有竹节形微细管阵冷却结构参数；S104、构建带有竹节形微细管阵冷却结构的涡轮动叶整体三维模型，推断所述涡轮动叶叶身冷却空气用量及带竹节形微细管阵冷却结构后涡轮动叶叶身冷却空气用量；S105、基于带有竹节形鼓包微细管阵冷却结构的涡轮动叶整体三维模型，划分全三维计算所需的流体域和固体域网格，开展全三维流热耦合计算分析，得到动叶叶身温度场分布及温度数据；S106、基于冷却空气用量与原给定冷却空气用量的比值，确定涡轮动叶叶身的外型减薄量；S107、基于涡轮动叶叶身内部冷却通道面积减小比例、叶身外型厚度，重新构建涡轮动叶叶身的冷却结构，并利用三维建模工具，建立调整叶型后的涡轮动叶叶身及冷却通道三维模型；S108、根据调整叶型后的涡轮动叶叶身三维模型、动叶叶身内部冷却通道面积减小比例，调整根截面和顶截面竹节形微细管的位置、每个圆形通道管管径、通道管中心间距，每个微细通道沿叶片高度方向竹节形鼓包数量、竹节形鼓包间距、每个竹节形鼓包管径核长度，以及包括微细管通道数量的竹节形鼓包微细管阵冷却结构参数；S109、构建叶身减薄后带竹节形微细管阵冷却结构的涡轮动叶整体三维模型，进行涡轮动叶叶身的全三维流热耦合计算分析，得到动叶叶身的温度场分布及温度数据；若涡轮动叶叶身温度参数符合预定温度标准，则设计过程结束；否则，调整涡轮动叶叶身外型减薄量、竹节形鼓包微细管阵冷却结构参数重复S106～S108，直至涡轮动叶叶身温度参数达到预定标准。

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