1种叶片气膜冷却效果试验评估的新方法

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1、第42卷第6期航空发动机Vol.42No.62016年12月AeroengineDec.20161种叶片气膜冷却效果试验评估的新方法曹智顺，王洪斌，张树林，张联合，徐晓利（中国航发沈阳航空发动机研究所，沈阳110015）摘要：由于试验误差的存在，导致试验评估气冷叶片冷却效果的试验结论具有一定的不确定性。直接应用Monte-Carlo法会出现统计不合理物理过程的情况，使得评估结果过于安全，为了更准确的描述试验结果，提出了1种基于区域映射Monte-Carlo法的分析方法。改进的区域映射Monte-Carlo法考虑了分散

2、性因素的内在联系，有效降低了结果的分散性。并以某涡轮叶片为例，应用区域映射Monte-Carlo法分析，得到了该叶片冷却效果的概率分布特性。结果表明：该方法实用性较强，可应用于气膜冷却叶片的冷却效果试验评估。关键词：气膜冷却；叶片；概率分布；试验评估；区域映射；Monte-Carlo；航空发动机中图分类号：V232.4文献标识码：Adoi：10.13477/j.cnki.aeroengine.2016.06.010ANewMethodforExperimentalAssessmentofFilm-CoolingEff

3、ectivenessforaBladeCAOZhi-shun,WANGHong-bin,ZHANGShu-lin,ZHANGLian-he,XUXiao-li渊AECCShenyangEngineResearchInstitute,Shenyang110015,China冤Abstract:Theexperimentalconclusionoftheeffectoffilm-coolingforagasturbinehassomeuncertaintyduetoexperimentalerror.Inordertom

4、oreaccuratelydescribetheexperimentalresultandavoidthatthedirectuseofMonte-Carlomethodcountstheunreasonablephysicalprocesswiththeassessmentresultmorethansafe,amethodofregionalmappingMonte-Carlowaspresented.TheimprovedregionalmappingMonte-Carlomethodtooktheintern

5、alrelationsofdispersionfactorintoaccount,whichreducedthedispersionofresultseffectively.Moreover,takingthegasturbinebladeasanexample,theprobabilitydistributioncharacteristicsofcoolingeffectivenesswasobtainedbyusingtheregionalmappingMonte-Carlomethod.Resultsshowt

6、hatthemethodisofgreatpracticability,whichcanbeusedtoassessthetestoffilm-coolingeffectivenessofthegasturbineblade.Keywords:film-cooling曰blade曰probabilitydistribution曰testassessment曰regionalmapping曰Monte-Carlo曰aeroengine将导致主要试验参数产生随机性，极易造成采集数据0引言的不同步，使得同时刻的参数数据不能

7、直接应用。因随着对燃气涡轮发动机可靠性和高效性的追求，此，以确定性的试验结果评估叶片的冷却效果可信度涡轮前燃气温度越来越高，给涡轮叶片冷却技术的设较差。由于在发动机其他领域设计中也存在类似问[1-2]计提出了更高要求。气膜冷却是航空发动机涡轮叶题，因此，国内外众多学者将概率论引入发动机设计[3-5][10-12]片广泛采用的有效冷却技术之一，准确评估气膜冷评估领域。对于冷却效果的试验评估可参考类似却效果对涡轮叶片的设计至关重要。试验是评估气膜方法，即以具有概率特性的评估结果替代单一的确定冷却效果的重要手段之一，国外早

8、在20世纪60年代性试验结果，以数据轴为主要分析依据，消除数据时[6]就对气冷叶片进行了试验研究，中国多位学者也从间不同步的影响。与概率论相结合，常采用[7-9]不同角度进行了叶片的冷效试验。试验方法在冷却Monte-Carlo抽样法，在确定影响因素的概率分布特效果的评估方面优势明显，可以真实地反映试验件的性基础上，大量抽样得到目标值的概率分布