文章编号：1000-8055（2023）06-1328-12doi：10.13224/j.cnki.jasp.20210295基于RSM的带有热障涂层气膜孔参数优化的数值研究闫浩楠1，张丽1，朱惠人1，2，刘存良1，2，何爱杰3，刘松3（1.西北工业大学动力与能源学院，西安710129；2.西北工业大学陕西省航空动力系统热科学重点实验室，西安710129；3.中国航发四川燃气涡轮研究院，成都610500）摘要：为解决有涂层时多种因素导致气膜冷效优化计算成本增大的问题，通过Box-Behnken方法合理设计3个吹风比(0.5、1.0和1.5)下，气膜孔流向倾角、长径比和涂层厚度3种参数的耦合模型，利用Realizablek-ε湍流模型进行数值模拟，将模拟结果通过响应面分析法(RSM)得到响应方程，最终通过响应方程预测最优参数。结果表明：孔倾角和涂层厚度为影响有涂层（TBC）气膜孔冷效的主要因素，长径比为影响冷效的次要因素。通过响应方程预测能达到最优气膜冷效时的模型，结果显示优化模型在所研究吹风比范围内气膜冷效相对于参考提升了55.45%～90.95%，响应方程的预测误差范围为2.71%～13.42%，具有较高的准确性。关键词：气膜冷却；热障涂层；长径比；响应面分析；几何参数中图分类号：V232.4文献标志码：ANumericalstudyonparameteroptimizationofthefilmholewiththermalbarriercoatingbasedonRSMYANHaonan1，ZHANGLi1，ZHUHuiren1，2，LIUCunliang1，2，HEAijie3，LIUSong3（1.SchoolofPowerandEnergy，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710129，China；2.ShaanxiKeyLaboratoryofThermalSciencesinAero-engineSystem，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710129，China；3.SichuanGasTurbineEstablishment，AeroEngineCorporationofChina，Chengdu610500，China）Abstract:Inordertosolvetheproblemthatmanyfactorsmayleadtotheincreaseofcalculationcostofoptimizingairfilmcoolingefficiency,acouplingmodelofflowangle,length-diameterratioandcoatingthicknessatthreeblowingratios(0.5,1.0and1.5)wasreasonablydesignedbyBox-Behnkendesignmethod.Realizablek-εturbulencemodelwasusedfornumericalsimulation.ResponseSurfaceMethodology(RSM)wasusedtoanalyzethesimulationresultstoobtaintheresponseequation,finallytheoptimalparameterswerepredictedbytheregressionequation.Researchesshowedthatflowangleandcoatingthicknessarethemainfactorsaffectingthecoolingefficiencyoffilmh...
