横向扩散孔优化气膜冷却：数值模拟的关键发现

本文主要探讨了"不同孔型平板气膜冷却特性的数值模拟"这一主题，发表于2012年的《浙江理工大学学报》第29卷第2期。研究由王春娟等人进行，重点关注的是射流倾斜角为35°的三种常见孔型：圆柱孔、扩散孔和横向扩散孔对平板气膜冷却效率的影响。他们采用了SIMPLEC算法和RNGk-ε湍流模型来进行数值模拟，这是一套在航空航天领域广泛应用的数值计算方法，用于预测和理解复杂流体动力学现象。 在研究过程中，作者通过改变吹风比M（即气流速度与平均流速的比例）来分析不同孔型对冷却效果的影响。核心发现是，横向扩散孔相较于圆柱孔和扩散孔表现出了更好的气膜冷却效果。横向扩散孔产生的反向涡旋对的尺度最小，这意味着它能更有效地分散热量，提高冷却效率。此外，文中还提到孔间气膜冷却的效果也因横向扩散孔的存在而有所提升，这对于优化整体冷却系统设计具有重要意义。 该研究对于理解气膜冷却技术在航空燃气涡轮发动机中的应用具有理论价值，特别是对于涡轮叶片在高温环境下的热防护设计。作者们通过数值模拟的结果，为提高气膜冷却系统的性能提供了科学依据，有助于工程师们在实际工程中做出更精确的选择和优化。关键词包括气膜冷却、孔型、平板和数值模拟，这些关键词反映了论文的核心内容和研究领域。 本文是一项深入探讨气膜冷却技术在平板冷却模型中不同孔型效果的实证性研究，通过严谨的数值模拟分析，为相关领域的科研和工程实践提供了有价值的数据支持和理论指导。