| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-8页 |
| 第一章 绪论 | 第14-34页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第14-16页 |
| 1.1.1 沙尘环境对航空发动机的危害 | 第14-15页 |
| 1.1.2 沙尘在涡轮环境下气冷壁面沉积研究的意义 | 第15-16页 |
| 1.2 国内外相关研究综述 | 第16-31页 |
| 1.2.1 气膜冷却壁面颗粒沉积研究综述 | 第16-25页 |
| 1.2.1.1 实验研究 | 第16-24页 |
| 1.2.1.2 数值模拟研究 | 第24-25页 |
| 1.2.2 颗粒沉积数值模拟综述 | 第25-29页 |
| 1.2.2.1 多相流计算研究 | 第26-27页 |
| 1.2.2.2 颗粒沉积计算研究 | 第27-29页 |
| 1.2.3 国内外研究现状分析 | 第29-31页 |
| 1.3 论文的主要内容 | 第31-34页 |
| 第二章 颗粒沉积的稳态数值方法研究 | 第34-60页 |
| 2.1 引言 | 第34页 |
| 2.2 气相计算方法—雷诺平均法 | 第34-39页 |
| 2.2.1 基于Realizablek-ε湍流模型的时均控制方程 | 第34-36页 |
| 2.2.2 近壁区处理 | 第36-38页 |
| 2.2.3 气热耦合处理 | 第38-39页 |
| 2.3 颗粒相计算方法—随机轨道模型 | 第39-45页 |
| 2.3.1 颗粒相受力分析及控制方程 | 第39-43页 |
| 2.3.1.1 颗粒相受力分析 | 第39-42页 |
| 2.3.1.2 颗粒相运动方程 | 第42-43页 |
| 2.3.2 颗粒相与流体的换热作用 | 第43页 |
| 2.3.3 颗粒相与壁面的相互作用 | 第43-44页 |
| 2.3.4 颗粒相与涡的相互作用 | 第44-45页 |
| 2.4 气体-颗粒两相流计算数值方法 | 第45-47页 |
| 2.4.1 气相计算数值方法 | 第45-46页 |
| 2.4.2 颗粒相运动计算数值方法 | 第46页 |
| 2.4.3 耦合计算流程 | 第46-47页 |
| 2.5 近壁区流场及颗粒受力分析 | 第47-59页 |
| 2.5.1 计算模型及计算条件 | 第47-49页 |
| 2.5.2 流场计算及受力分析 | 第49-58页 |
| 2.5.2.1 近壁区流场计算结果 | 第49-51页 |
| 2.5.2.2 近壁区受力特点 | 第51-52页 |
| 2.5.2.3 主流平均速度对颗粒受力的影响 | 第52-54页 |
| 2.5.2.4 颗粒直径对颗粒受力的影响 | 第54-56页 |
| 2.5.2.5 环境温度对颗粒受力的影响 | 第56-58页 |
| 2.5.3 本文颗粒相受力分析原则 | 第58-59页 |
| 2.6 本章小结 | 第59-60页 |
| 第三章 颗粒在平板气膜冷却壁面稳态沉积研究 | 第60-94页 |
| 3.1 引言 | 第60页 |
| 3.2 颗粒沉积的概念 | 第60-62页 |
| 3.2.1 颗粒沉积相关参数 | 第60-61页 |
| 3.2.2 颗粒沉积特性经典研究 | 第61-62页 |
| 3.3 颗粒在二维通道壁面沉积研究 | 第62-70页 |
| 3.3.1 颗粒在二维通道壁面的沉积验证 | 第62-65页 |
| 3.3.1.1 Brach&Dunn颗粒/壁面撞击模型 | 第62-63页 |
| 3.3.1.2 沉积计算方法验证及沉积分布 | 第63-65页 |
| 3.3.2 颗粒在二维通道壁面的沉积规律 | 第65-70页 |
| 3.3.2.1 主流平均速度对颗粒沉积的影响 | 第65-66页 |
| 3.3.2.2 颗粒直径对颗粒沉积的影响 | 第66-68页 |
| 3.3.2.3 环境温度对颗粒沉积的影响 | 第68-70页 |
| 3.3.3 颗粒在二维通道壁面沉积总结 | 第70页 |
| 3.4 颗粒在气膜冷却壁面稳态沉积研究 | 第70-91页 |
| 3.4.1 计算域模型及颗粒/壁面撞击准则 | 第71-73页 |
| 3.4.1.1 计算域模型及条件 | 第71-72页 |
| 3.4.1.2 EI-Batsh颗粒/壁面模型及其在高温环境下的修正 | 第72-73页 |
| 3.4.2 颗粒在气膜冷却壁面的沉积特性 | 第73-82页 |
| 3.4.2.1 气热耦合流场计算验证 | 第73-74页 |
| 3.4.2.2 气热耦合流场分布特点 | 第74-77页 |
| 3.4.2.3 吹风比对颗粒沉积的影响 | 第77-80页 |
| 3.4.2.4 壁面换热条件对颗粒沉积的影响 | 第80-82页 |
| 3.4.3 气膜结构对颗粒在气膜冷却壁面沉积的影响 | 第82-91页 |
| 3.4.3.1 气膜孔角度对颗粒沉积的影响 | 第82-84页 |
| 3.4.3.2 气膜孔展向间距对颗粒沉积的影响 | 第84-85页 |
| 3.4.3.3 气膜孔开槽对颗粒沉积的影响 | 第85-87页 |
| 3.4.3.4 气膜孔排布对颗粒沉积的影响 | 第87-91页 |
| 3.4.4 颗粒在气膜冷却壁面稳态沉积机理总结 | 第91页 |
| 3.5 本章小结 | 第91-94页 |
| 第四章 颗粒沉积的模化研究及实验设计分析 | 第94-112页 |
| 4.1 引言 | 第94页 |
| 4.2 涡轮环境下颗粒在气冷叶片壁面沉积的物理现象分析 | 第94-95页 |
| 4.3 涡轮环境下颗粒在气冷叶片壁面沉积的影响因素分析 | 第95-101页 |
| 4.3.1 两相流场及物性因素对沉积影响分析 | 第95-99页 |
| 4.3.2 颗粒状态对沉积影响分析 | 第99-100页 |
| 4.3.3 气膜结构对沉积影响分析 | 第100页 |
| 4.3.4 颗粒在气膜冷却壁面沉积因素总结 | 第100-101页 |
| 4.4 研究工况的相似匹配及气膜冷却平板模型的设计 | 第101-104页 |
| 4.4.1 研究工况的相似匹配 | 第101-103页 |
| 4.4.2 低温气膜冷却平板模型的设计 | 第103-104页 |
| 4.5 低温气膜冷却平板沉积实验设计分析 | 第104-111页 |
| 4.5.1 低温沉积实验方案设计分析 | 第104-106页 |
| 4.5.1.1 低温实验方案设计的意义 | 第104-105页 |
| 4.5.1.2 低温沉积实验方案设计的基本原理 | 第105页 |
| 4.5.1.3 低温沉积实验平台主要指标的确定 | 第105-106页 |
| 4.5.1.4 低温沉积实验的总体方案 | 第106页 |
| 4.5.2 低温沉积实验台的设计 | 第106-111页 |
| 4.5.2.1 主流实验平台 | 第106-109页 |
| 4.5.2.2 冷气系统 | 第109页 |
| 4.5.2.3 喷蜡系统 | 第109-111页 |
| 4.6 本章小结 | 第111-112页 |
| 第五章 颗粒在壁面沉积的非稳态数值方法及沉积形貌的演化过程研究 | 第112-144页 |
| 5.1 引言 | 第112页 |
| 5.2 颗粒在壁面沉积的非稳态数值方法 | 第112-124页 |
| 5.2.1 气体-颗粒两相流场计算方法—离散多相流法 | 第112-117页 |
| 5.2.1.1 计算方法的选择 | 第112-114页 |
| 5.2.1.2 离散多相流法 | 第114-117页 |
| 5.2.2 颗粒在壁面沉积形貌计算方法—液固膜模型 | 第117-122页 |
| 5.2.2.1 基本假设 | 第117页 |
| 5.2.2.2 液膜运动控制方程 | 第117-120页 |
| 5.2.2.3 液膜固化模型 | 第120-122页 |
| 5.2.3 计算流程及建模分析 | 第122-124页 |
| 5.2.3.1 插值格式 | 第122页 |
| 5.2.3.2 计算流程 | 第122-123页 |
| 5.2.3.3 数值建模分析 | 第123-124页 |
| 5.3 颗粒在壁面非稳态沉积验证算例 | 第124-127页 |
| 5.3.1 液膜运动验证算例 | 第124-126页 |
| 5.3.2 沉积形貌验证算例 | 第126-127页 |
| 5.4 颗粒在平板气膜冷却壁面沉积形貌的演化过程研究 | 第127-142页 |
| 5.4.1 计算模型的建立及网格无关性验证 | 第128-131页 |
| 5.4.1.1 计算域模型及网格化分 | 第128-130页 |
| 5.4.1.2 计算模型及工况条件 | 第130页 |
| 5.4.1.3 网格无关性分析 | 第130-131页 |
| 5.4.2 气膜孔附近两相流场分布特点分析 | 第131-136页 |
| 5.4.3 气膜冷却壁面颗粒沉积形貌的演化过程分析 | 第136-141页 |
| 5.4.4 颗粒沉积形貌对气膜冷却流场的影响分析 | 第141-142页 |
| 5.5 本章小结 | 第142-144页 |
| 第六章 颗粒在平板气膜冷却壁面非稳态沉积研究 | 第144-186页 |
| 6.1 引言 | 第144页 |
| 6.2 影响颗粒在平板气膜冷却壁面沉积的无量纲因素 | 第144-145页 |
| 6.3 无量纲工况因素对颗粒在平板气膜冷却壁面沉积的影响 | 第145-161页 |
| 6.3.1 主流雷诺数对颗粒沉积的影响 | 第145-149页 |
| 6.3.2 颗粒相浓度对颗粒沉积的影响 | 第149-151页 |
| 6.3.3 颗粒斯托克斯数对颗粒沉积的影响 | 第151-156页 |
| 6.3.4 吹风比对颗粒沉积的影响 | 第156-158页 |
| 6.3.5 平板攻角对颗粒沉积的影响 | 第158-161页 |
| 6.4 无量纲气膜结构因素对颗粒在平板气膜冷却壁面沉积的影响 | 第161-184页 |
| 6.4.1 气膜孔角度对颗粒沉积的影响 | 第161-165页 |
| 6.4.2 气膜孔展向间距对颗粒沉积的影响 | 第165-168页 |
| 6.4.3 气膜孔开槽对颗粒沉积的影响 | 第168-177页 |
| 6.4.4 气膜孔排布对颗粒沉积的影响 | 第177-184页 |
| 6.5 本章小结 | 第184-186页 |
| 第七章 结论与展望 | 第186-192页 |
| 7.1 主要工作及结论 | 第186-188页 |
| 7.2 论文创新点 | 第188-189页 |
| 7.3 研究展望 | 第189-192页 |
| 参考文献 | 第192-202页 |
| 攻读博士期间发表的学术论文 | 第202-204页 |
| 致谢 | 第204-206页 |
