基于并行計(jì)算的渦輪葉片復(fù)合冷卻數(shù)值模擬.pdf

1、隨著現(xiàn)代數(shù)值傳熱學(xué)的發(fā)展，對(duì)高速度、大容量汁算機(jī)的需求越來越迫切，計(jì)算越來越復(fù)雜，規(guī)模也呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。如此龐大的運(yùn)算任務(wù)單臺(tái)計(jì)算機(jī)顯然無法勝任。一方面是單處理器性能發(fā)展空間有限，另一方面是專用高檔并行計(jì)算機(jī)價(jià)格又太昂貴，而且舊有的資源又得不到持續(xù)和有效的利用，造成硬件資源空閑和資金浪費(fèi)。因此，一種能夠充分利用現(xiàn)有計(jì)算機(jī)軟硬資源，有效發(fā)揮計(jì)算資源協(xié)同增強(qiáng)作用，同時(shí)滿足實(shí)驗(yàn)室眾多研究人員在任何時(shí)候都能方便處理不同任務(wù)的需要，又適應(yīng)非計(jì)算機(jī)專

2、業(yè)人員掌握和使用的并行計(jì)算技術(shù)、平臺(tái)和實(shí)現(xiàn)方法就變得十分重要和具有現(xiàn)實(shí)意義。 本文利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有計(jì)算機(jī)資源，在Windows操作系統(tǒng)上搭建了針對(duì)渦輪葉片復(fù)合冷卻流動(dòng)和換熱數(shù)值模擬的并行平臺(tái)，并對(duì)本計(jì)算平臺(tái)模擬渦輪葉片復(fù)合冷卻的流動(dòng)和換熱問題的基本性能進(jìn)行了測(cè)試。 在此基礎(chǔ)上，對(duì)渦輪導(dǎo)向葉片復(fù)合冷卻流動(dòng)和換熱情況進(jìn)行了數(shù)值模擬：改變吹風(fēng)比和冷卻結(jié)構(gòu)，研究?jī)?nèi)流冷卻和氣膜冷卻的相互影響情況。通過對(duì)四種冷卻結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值模擬，

3、分別得到四種冷卻方式下葉柵的流動(dòng)和換熱情況：所有冷卻結(jié)構(gòu)葉柵通道的流場(chǎng)在各種吹風(fēng)比下相近；內(nèi)流冷卻、內(nèi)流＋氣膜冷卻和強(qiáng)化內(nèi)流＋氣膜冷卻方式下，葉片表面的冷卻效果都是隨吹風(fēng)比的增加而增加，氣膜冷卻結(jié)構(gòu)葉片表面平均冷卻效果隨吹風(fēng)比的變化情況較復(fù)雜，葉片頭部至葉片弦中區(qū)平均冷卻效果隨吹風(fēng)比的增加而減小，葉片尾部區(qū)域平均冷卻效果隨吹風(fēng)比的增加而增加；同樣吹風(fēng)比條件下，內(nèi)流＋氣膜冷卻結(jié)構(gòu)葉片表面冷卻效果較高；強(qiáng)化內(nèi)流＋氣膜冷卻并不能提高冷卻效果。