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申请/专利权人：南京航空航天大学
摘要：本发明公开了一种跨尺度多物理场耦合的叶尖间隙预估方法，在叶尖间隙预估过程中，固体域导热及主流道、二次空气系统参数均为非稳态，本发明综合二次空气系统一维流体网络法、二维轴对称有限元法、叶片温度与位移的工程算法以及主流道容积法，通过建立跨尺度多物理场耦合的计算模型，采用气热固跨时间尺度双向耦合、主次流相同时间尺度的弱耦合的方式进行信息实时交互，实现了综合考虑主流道参数变化、二次空气系统参数变化和固体变形的叶尖间隙准确预估。本发明结合了一维间隙预估和三维间隙仿真的优点，实现计算精度和效率的平衡。
主权项：1.一种跨尺度多物理场耦合的叶尖间隙预估方法，其特征在于，所述方法具体如下：建立发动机空气系统的一维网络模型、轮盘与机匣的二维轴对称模型、叶片的参数化模型以及主流道的准一维模型；使用容积法对所述主流道的准一维模型进行求解，同时使用一维瞬态流体网络法对所述空气系统的一维网络模型进行求解，得到发动机轮盘与机匣的换热边界；考虑发动机固体域非稳态导热过程中的热载荷与离心载荷，使用二维轴对称有限元法对所述轮盘与机匣的二维轴对称模型进行求解，得到轮盘和机匣的径向位移；使用温度与位移的工程算法对所述叶片的参数化模型进行求解，得到叶片的温度和径向位移；综合轮盘、机匣和叶片的径向位移以及初始叶尖间隙值，得到瞬态过程中的叶尖间隙值；在上述轮盘和机匣的径向位移求解过程中，采用流固弱耦合方式进行流体域和固体域之间的信息双向交互，即：主流道和空气系统流场向固体域温度场传递换热边界条件，固体域温度场向固体域位移场传递热载荷与发动机材料物性的定性温度，利用固体域位移场更新空气系统流场节流元件的几何参数；反之，固体域位移场向固体域温度场提供发动机固体域网格节点坐标的变化，固体域温度场向空气系统流场提供固体域壁面温度以及篦齿间隙的变化，固体域位移场向主流道提供叶尖间隙的变化，作为主流道参数修正的依据。
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权利要求：
百度查询： 南京航空航天大学 一种跨尺度多物理场耦合的叶尖间隙预估方法
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