亚洲燃气轮机国际会议专刊文章推荐第二期 | Journal of Thermal Science

期刊主页：Journal of Thermal Science

微信原文：点击阅读微信原文

2021年8月18-19日，由中国工程热物理学会(Chinese Society of Engineering Thermophysics)、日本燃气轮机学会（Gas Turbine Society of Japan）、韩国流体机械学会(Korean Fluid Machinery Association)和印度孟买理工学院（Indian Institute of Technology Bombay）共同主办，中国科学院工程热物理研究所、中国科学院上海高等研究院、青岛航空技术研究院等联合承办的ASIAN CONGRESS ON GAS TURBINES 2020（ACGT2020）亚洲燃气轮机会议成功召开。 

亚洲燃气轮机会议是2005年发起的燃气轮机领域的重要国际会议，每两年举行一次，目前由中、日、韩、印四国轮流主办。本次会议由中国第二次主办，将为亚洲乃至全世界燃气轮机领域人员提供学术交流的平台，加强此领域的研究者、使用者和制造商之间的交流互动，传播最先进的研究成果、研讨燃气轮机技术未来的发展方向、促进多方的沟通与合作。

本次会议以“燃气轮机与能源转换系统”为主题，共有4个大会特邀报告、10个邀请报告、11个分组论坛，共收到摘要118篇、会议论文全文75篇，主要来自中国、日本和韩国。研究方向主要集中在压气机/透平气动设计与优化、燃烧室与燃烧、透平冷却与传热、建模与控制、结构与动力学、材料与涂层、非定常流动与控制等方面。

Journal of Thermal Science 热科学学报从投稿的文章中，经专家评审，遴选出25篇优秀论文作为ACGT2020会议专刊出版。将分为四期限时免费一个月，欢迎阅读！

第二期

6.Assessment of the Turbulence Characteristics of Shaped Film Cooling Hole with Scale Resolving Simulation

成型孔气膜冷却尺度分解模拟及近壁区域湍流特性评估

https://link.springer.com/article/10.1007/s11630-022-1545-5

中文导读：为了保护燃气轮机的高温区域，气膜冷却方法被广泛使用，成型孔近壁区域的湍流特性十分复杂。在这项研究中，分别用LES和RANS研究平板的气膜冷却，将其时间平均值与文献中实验数据进行比较，结果表明，LES结果与实验具有较高的一致性，而RANS结果则显示出较大的偏差。由于采用涡粘性模型，RANS方法粗略地处理了边界层的模拟，从而导致较大的偏差。通过使用LES数据评估了涡粘性假设和温度梯度扩散假设，结果表明Realizable k-ε模型预测涡流粘度不足。此外，Realizable k-ε模型在空间中采用定值普朗特数不合理。此外，利用增量本征正交分解(iPOD)分析了孔内流动的湍流特性，湍流具有很强的各向异性，孔内气流的剪切诱导产生一些对流结构向下游传输。

7.Computationally Efficient Large-Eddy Simulation of Periodic Unsteady Flow using Harmonic Balance Method

基于谐波平衡法的周期性非定常流大涡模拟

https://link.springer.com/article/10.1007/s11630-022-1559-z

8.Control of Snow Falling Flow around NACA0015 Blade using a Plasma Electrode with Weather Resistant Design

用实用等离子体电极控制NACA0015叶片周围的流动

https://link.springer.com/article/10.1007/s11630-022-1542-8

9.Design Methods and Strategies for Forward and Inverse Problems of Turbine Blades Based on Machine Learning

基于机器学习的涡轮叶片正反设计方法与策略

https://link.springer.com/article/10.1007/s11630-022-1544-6

中文导读：为了研究利用机器学习技术解决涡轮叶片正问题（对气动参数进行预测），以及反问题（对几何参数进行预测）的可行性，本文分别搭建了基于BP神经网络的正问题模型以及基于RBF神经网络的反问题模型。采用S2程序生成数据集，使用反向传播算法训练模型。输入正问题模型的参数为导叶根部、顶部与动叶根部、中部、顶部5个截面的安装角、进口几何角、出口几何角、前缘压力面楔角、前缘吸力面楔角、尾缘楔角、后弯角、前缘直径共40个参数，输出为效率、功率、流量、出口相对马赫数、出口绝对马赫数、出口相对气流角、出口绝对气流角、反动度共8个气动参数。反问题模型的输入输出与正问题模型相反。模型可对气动参数与几何参数进行精确预测，测试集平均均方误差分别为0.001与0.00035。此项研究表明，基于神经网络的机器学习技术可被灵活地运用在涡轮叶片正反问题设计的研究中，以此搭建的模型在回归预测问题上具有实际应用价值。

10.Influence Factors for Impact Actions and Transient Trajectories of Fan Blades after Fan Blade Out in Typical 2-Shaft High Bypass Ratio Turbofan Engine

典型双转子大涵道比涡扇发动机风扇叶片飞失后叶片的冲击行为和瞬态轨迹的影响因素研究

https://link.springer.com/article/10.1007/s11630-022-1556-2

中文导读：为了深入研究对于风扇叶片飞失事件具有重要影响的设计参数，推导了简化的几何学和动力学的解析计算方法，选择典型的双转子大涵道比涡扇发动机建立了仿真分析模型。基于解析方法和真实的叶片飞失事故中得到的工程经验，识别出了三个具有决定性的风扇叶片飞失冲击过程。通过对于三个瞬态过程轨迹的解析计算分析，提出了声衬厚度、叶片数和风扇叶片飞失结构保险门限值三个关键设计参数。采用建立的双转子大涵道比涡扇发动机的仿真模型，完成了由三个关键设计参数不同取值组合形成的36个系列化风扇叶片飞失仿真。结果表明解析计算分析和三维仿真符合较好。仿真分析的特征现象可以得到解析法的合理解释。通过上述分析可以得到以下五点结论：1）如果风扇声衬较薄，简化的解析方法和仿真分析方法在预测飞失的第一枚叶片和机匣的第一次撞击点的时间和角向位置方面的结果区别不大。2）选取一个合适的声衬厚度可以降低在飞失叶片和机匣的第一次撞击时的冲击应力。3）不同的声衬厚度带来了第一枚叶片撞击第二枚叶片存在叶尖撞击和叶根撞击两种不同的撞击模式。4）第一枚叶片撞击第二枚叶片的不同撞击条件导致第一枚叶片向后飞行的速度分量存在巨大差别，从而导致不同条件下第一枚叶片的轨迹范围很广。5）在本研究中，较厚的声衬经常可以选择到合适的结构保险门槛值，能够实现较为满意的外传应力。对于后续的研究，提出了两个需要进一步细节，一个是复合材料风扇叶片和复合材料蜂窝的冲击动力学行为的研究，一个是更加款范围的结构保险门槛值对于较薄的声衬设计的影响研究。

11.Research on Calculation Method of Aerodynamic Parameters of Supersonic Probe Based on Gas Compressibility Factor

基于气体压缩因子的超声速气动探针气动参数计算方法研究

https://link.springer.com/article/10.1007/s11630-022-1514-9

中文导读：超声速多孔气动探针是开展风洞实验的关键测试工具，有必要开展能够提高探针测量精度、扩展探针适用范围的基础性研究。本文理论推导出气体压缩因子δs~f(p*，ps， κ，λ)来扩展伯努利方程的适用范围，并讨论了使用气体压缩因子求解超声速气流速度和马赫数的可信度问题。研究结果表明：本文所提出的超声速气流的气动参数计算方法与气体动力学理论计算相比的计算误差在万分之一范围内，具有可信性。本文算法与其余三种算法相对比，对跨声速涡轮平面叶栅的试验数据求解超声速气流的速度和马赫数以及激波前后静压比的计算误差均在万分之一范围内，但是，激波后马赫数的误差相对较大。本文所提出的一种通用的超声速多孔气动探针自动化非对向测量方法，总体上是可信的，且充分考虑了激波因素，能够丰富完善气动探针理论体系，为超声速风洞实验提供理论指导和技术支撑。

12.Transition from Unsteady Flow Inception to Rotating Stall and Surge in a Transonic Compressor

某跨音速压气机中非定常流动的起始到旋转失速和喘振的过渡过程

https://link.springer.com/article/10.1007/s11630-022-1551-7

中文导读：在跨音压气机中，旋转失速到喘振的过渡过程是非常短暂的，通常压气机旋转失速后来不及采取措施来防止喘振。因此，有必要寻找一些旋转失速的先兆，其出现可以为喘振的预防提供充足的时间。本研究对旋转失速发生前的一系列工况进行了全周非定常气动CFD分析，并仔细分析该过程中非定常流动特征的变化规律来寻找失速先兆。研究发现在不同工况下的非定常流场中存在周向节径数不同的扰动波并将其作为旋转失速的先兆，该扰动从叶片前缘产生，在周向和轴向充分发展，并以固定的转速在周向旋转，最终确认该失速先兆的时空模态特征可用于旋转失速预警。

© 2022 Springer, part of Springer Nature.

All Rights Reserved.