风扇形气膜孔

冷却效率提升55.8%

通过多目标优化设计，在提升气膜冷却效率的同时降低热应力，为涡轮叶片提供更优的冷却结构。

Shurui, Ren · 朱剑琴 · Cheng, Zeyuan · Xiaodong, Wang · 童自翔 · 邱璐

International Communications in Heat and Mass Transfer 2025

参数信息

气膜冷却效率提升

55.8 %

最大等效热应力降低

14.9 %

吹风比范围

0.5-2.0

长径比范围

2.8-4.6

流向扭转角范围

3.0-14.0 °

技术优势

冷却效率提升过半

优化后气膜冷却效率提升55.8%，大幅提高涡轮叶片的冷却性能。

热应力同步降低

最大等效热应力降低约14.9%，缓解了由于温差导致的结构强度问题。

设计过程更高效

优化方法能够自动提取特征，显著减少对手动干预的依赖，缩短设计周期。

应用场景

• 涡轮叶片冷却：直接用于涡轮叶片冷却结构设计，替代试错法，提升冷却性能。
• 航空发动机热端部件：为航空发动机热端部件提供高冷却效率与低热应力的气膜孔结构。
• 燃气轮机：用于燃气轮机叶片冷却，平衡传热与结构强度。
• 热防护结构：作为热防护结构中的高效冷却单元，降低热应力风险。