“月牙形凸台十等离子体激励器”结构改善气膜冷却效果的数值仿真

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1、第7卷第2期2016年5月航空工程进展ADVANCESINAER()NAUTlCALSCIENCEANDENGINEERINGV01．7No．2Mav2016文章编号：1674—8190(2016)02—135一08‘‘月牙形凸台+等离子体激励器"结构改善气膜冷却效果的数值仿真赵子晨，何立明，张倩，肖阳，代胜吉(空军工程大学航空航天工程学院，西安710038)摘要：利用等离子体激励器作为改善气膜冷却效果的方法在近年来得到了初步研究，但现阶段改善程度依然有限。提出“月牙形凸台+等离子体激励器”新型气膜冷却结构，通过CFD计算方法分析常规圆形孑L、带月牙形凸台和带等离子体气动激励等不同气膜冷

2、却结构的流场特性、温度场特性和冷却效率。结果表明：在圆形孔气膜冷却结构中，流场中形成了肾形涡对，由于肾形涡对使得冷流抬离壁面以及卷吸热流的作用，壁面的冷却效果最差；冷流经过等离子体激励器或月牙形凸台后，流场产生了反肾形涡对，抑制了肾形涡对的结构尺寸和强度，与圆形孔气膜冷却结构相比，气膜冷却效果在展向和流向上得到较大改善；在“月牙形凸台+等离子体激励器”气膜冷却结构中，冷热流掺混后形成的反肾形涡对强度最大，并且显著提高了孔间区域的冷却效率，在各吹风比下气膜冷却效果最佳。关键词：月牙形凸台；等离子体激励器；肾形涡对；反肾形涡对；冷却效率中图分类号：V231．1文献标识码：ADoI：lo．16

3、615／j．cnki．1674—8190．2016．02．oolNumericalSimulationonImproVingFilmCoolingEffectiVenesswithCrescent-shapedBlock＆PlasmaActuatorStructureZhaoZichen，HeI。iming，ZhangQian，XiaoYang，DaiShengji(C01legeofAeronauticsandAstronauticsEngineering，AirForceEnginee“ngUniversity，Xi’an7l0038，China)Abstract：Themethod

4、thattheplasmaactuatorusedtoimprovefilmcoolingeffectivenesshasbeenpreljminarilyresearchedinrecentyears，whiletheimprovementremainslimitedatthepresentstage．Thecrescent—shapedblock＆pIasmaactuatorstructureisputforward．WithCFDmethod，flowfieldcharacteristics，temperaturecharacteristicsandcoolingeffective

5、nessareanalyzedfortwodifferentfilmcoolingstructures：thecommonci卜cle—h01e，andthecrescent—shapedblockandplasmaactuatorfilmcoolingstructure．Theresultsshowthatincir—cle—h01efilmcoolingstructure，counte卜rotatingvortexpair(CRVP)，whichllftedthec001lngflowandentrainthehotflow，isformed，thereforethecoolinge

6、ffectivenessisthe10west．Intheplasmaactuatorstructuresandcrescent—shapedblockstructures，anti—CRVP，whichrestrainedthescaleandstrengthofCRVP，isformed．Comparedtothatwithcommoncircle—holec001ingstructure，thefllmcoolingeffectivenessisimproveda10tbothin1ateralandstreamwise．Inthecrescent—shapedblock&plas

7、maactuatorstructure，theanti—CRVPreacheditsmaximum，thereforesignificantlyimprovingcoolingeffectivenessintheareabetweentheh01esandgeneratingthebestcoolingperformance．Keywords：crescent—shapedblock；plasmaactuator；CRVP；anti