基于水平集的透平柱肋冷却流动换热拓扑优化
来源：动力工程学报杂志2025年第8期北京时间：
作者：王晓, 陈娉婷, 毛军逵, 黎民祺,
摘要：目前,研究者主要采用尺寸或形状优化的方式来改善传统圆形柱肋冷却的流动传热性能。然而,通过拓扑优化方法可以更充分地挖掘柱肋冷却的优化潜力。本研究在圆形柱肋结构基础上采用基于水平集的拓扑优化方法改善柱肋冷却通道的换热和压损性能。结果表明:优化后的通道扰流元件形状在柱肋下游呈现水滴型结构;水滴型结构对流动的干扰使优化模型的速度场呈现沿流向一直加速的效果和尾流区的低速区域减小的特征,从而使努塞尔数呈现沿流向逐渐增加的趋势;该优化模型具有最高的换热强度和较小的压力损失,表现出最高的综合传热性能。
关键词：燃气轮机,透平叶片,拓扑优化,柱肋,水平集法,换热和压损,
