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1、305产品创新开发技术——建模仿真与多学科优化技术航空发动机热固耦合分析技术及应用1,21,2,3王成恩，曲蓉霞，王健熙(1.东北大学辽宁省复杂装备多学科设计优化技术重点实验室，辽宁沈阳110004;2.东北大学教育部流程工业综合自动化重点实验室，辽宁沈阳110004;3.中国人民解放军驻沈阳黎明航空发动机公司军事代表室，辽宁沈阳110031)摘要：航空发动机燃气对周围部件产生严重高温影响，存在温度场和应力场的耦合效应，精确地分析计算零部件在耦合条件下的热应力和热变形，是航空发动机领域的关键技术之一，也是目前相关商用软件无法解决的问题。本文研究了航空发动机热固
2、耦合有限元分析系统，包括几何造型、网格划分、加载边界条件、有限元建模与求解和可视化后处理。系统可根据航空发动机零部件的结构特性，快速建立几何模型，采用Delaunay法、推进波前法AFT、栅格法和四叉树法等多种方法生成网格，在加载普通三类热边界条件基础上，可加载流路、流管和热空腔等热边界条件。通过施加边界条件和载荷，对航空发动机在稳态和瞬态工况下耦合传热进行建模、计算、分析和数值模拟，计算零部件在多场耦合条件下的热应力和热变形，实现温度场与结构场的耦合数值分析，最后由可视化后处理技术提供形象、直观和丰富的计算结果查看方式。关键词：航空发动机;热固耦合分析;网格
3、划分;边界条件中图分类号：V23文献标识码：AResearchandApplicationofAero-engineThermalSolidCoupledAnalysisTechnology1,21,2,3WANGCheng-en,QURong-xia,WANGJian-xi(1.LiaoningProvinceKeyLaboratoryofMultidisciplinaryOptimalDesignforComplexEquipments,NortheasternUniversity,Shenyang110004,China;2.KeyLaboratoryo
4、fIntegratedAutomationofProcessIndustry,MinistryofEducation,NortheasternUniversity,Shenyang110004,China;3.CustomerRepresentativeinSLEMC;Shenyang110043;China)Abstract:Thefuelgasofaircraftenginehasseriouslyinfluencedthesurroundingparts,existingthecoupledeffectofthetemperaturefieldandst
5、ressfield.Theaccuratelyanalysisandcalculationofthethermalstressanddeformationofthepartswheninthecoupledconditions,isoneofthekeytechnologyintheaircraftengineareas.Inthispaper,wedevelopathermalandcoupledfiniteelementanalysissystemofaircraftengine,includinggeometricmodeling,meshing,loa
6、dingboundaryconditions,finiteelementmodelingandsolutionandpost-processingofvisualization.Thesystemcreategeometricmodelquicklyaccordingtothestructuralcharacteristicsofaircraftengineparts,andusingDelaunaymethod,theadvancingfrontmethodAFT,GirdsandQuadtreegridandsoon.Itmayloadflow,ducta
7、ndcavitybasedonloadingthreetypesofthermalboundaryconditions.Itcanmodel,compute,analysisandnumericalsimulationforsteadyandtransientconditionsof2010全国现代制造集成技术学术会议论文集306aircraftengine,computestressandthermalstraindeformationinmulti-fieldcoupledconditions,andachievecouplednumericalanaly
8、sisoftemperaturefie
