鱼骨状微肋气膜冷却结构

冷却效率提升26%

基于鲨鱼皮和鸟羽仿生微结构，通过抑制反向涡对并强化反向旋转涡对，显著增强冷却剂贴壁性和展向输运，实现平均冷却效率提升26.08%。

Jia, Yao · Zhu, Ke · 钟诚文 · 王刚 · Xie, Feng · Binshu, Shui · Tao, Li · 杨彦广

Aerospace Science and Technology 2025

参数信息

平均冷却效率提升（上游布置）

17.39 %

平均冷却效率提升（下游布置）

26.08 %

技术优势

平均冷却效率提升26%

鱼骨状微肋布置在射流孔下游时，通过抑制反向涡对并强化反向旋转涡对，有效防止冷却剂脱离壁面，使平均冷却效率提升26.08%。

上游布置也能提升17%

鱼骨状微肋布置在射流孔上游时，通过同样的涡控制机制增强冷却剂展向输运，使平均冷却效率提升17.39%。

最小冷却效率显著提高

鱼骨状微肋不仅提高平均冷却效率，还显著提升射流孔下游区域的最小冷却效率，有助于消除局部热斑，提高热防护均匀性。

应用场景

• 超音速飞行器热防护：替掉传统气膜冷却结构，在不增加系统复杂度下提升冷却效率，降低热烧蚀风险。
• 航空发动机涡轮叶片冷却：将鱼骨状微肋集成到涡轮叶片气膜孔附近，抑制反向涡对，增强冷却剂附壁，延长叶片寿命。
• 燃气轮机热管理：用于燃烧室壁面等高温部件，通过改善冷却均匀性降低热梯度，提升整机热管理效率。