吉林大学学报(工学版) ›› 2014, Vol. 44 ›› Issue (5): 1360-1365.doi: 10.7964/jdxbgxb201405022

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燃气轮机过渡段双腔室模型设计及优化

刘光洁1, 2, 徐涛1, 李俊楼1, 于征磊3, 修航1, 程飞1   

  1. 1.吉林大学 机械科学与工程学院,长春 130022;
    2.长春师范大学 计算机科学与技术学院,长春 130032;
    3.吉林大学 生物与农业工程学院,长春 130022
  • 收稿日期:2013-07-06 出版日期:2014-09-01 发布日期:2014-09-01
  • 通讯作者: 程飞(1979),男,副教授,博士.研究方向:重分析优化.E-mail:chengfei@jlu.edu.cn
  • 作者简介:刘光洁(1970), 女, 博士研究生.研究方向:计算力学.E-mail:zgplliu@sina.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(50975121); 吉林省科技发展计划项目(20126001); 长春市科技支撑计划项目(10KZ03).

Design and optimization of double chamber model of gas turbine transition piece

LIU Guang-jie1,2,XU Tao1,LI Jun-lou1,YU Zheng-lei3,XIU Hang1,CHENG Fei1   

  1. 1.College of Mechanical Science & Engineering, Jilin University, Changchun 130022, China;
    2.College of Computer Science and Technology, Changchun Normal University, Changchun 130032, China;
    3.College of Biological and Agricultural Engineering, Jilin University,Changchun 130022,China
  • Received:2013-07-06 Online:2014-09-01 Published:2014-09-01

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摘要： 以燃气轮机燃烧室过渡段结构及性能为研究对象,设计了具有三排冲击孔的过渡段简化双腔室模型。采用正交试验设计、响应面近似建模方法分析求解流场及温度场,得到了双腔室模型内壁面加权平均温度及最小压强关于冲击孔角度、风向倾角的响应面模型。最后,采用内点优化算法对响应面模型进行了优化,得到了最优冲击孔角度及风向倾角,研究了最优及初始冲击孔角度、风向倾角对双腔室模型内壁面冷却性能的影响。结果表明:优化方案冷却效率比初始方案提高了7.53%。仿真分析结果对双腔室结构冲击孔角度设计具有很好的参考价值。

关键词: 流体力学, 燃气轮机, 燃烧室结构, 冲击孔角度, 风向倾角

Abstract: The structure and performance of the transition piece of gas combustor were taken as the research objects, and a simplified double chamber model was designed with the distribution of holes in three rows. The response surface model was established by adopting Orthogonal Design of Experiment (ODOE) and approximate modeling method. The flow field and temperature field were solved using this response surface model. The polynomial regression equations were built about the weighted average temperature and the minimum pressure on the inner-wall of the double chamber model regarding the impinging hole angle and the injection orientation. The optimum impinging hole angle and the injection orientation were found using the interior point method to solve the response surface model. The simulation results show that the cooling efficiency the optimum design proposal was 7.53% higher than that of the initial design proposal. The simulation results and the comparative analysis may provide valuable reference for the impinging hole angle design in double chamber model.

Key words: fluid mechanics, gas turbine, strueture of combustion chamber, impinging hole's angle, injection orientation

中图分类号: 

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