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涡轮叶片气膜冷却孔绕流的实验与数值模拟研究的任务书
一、任务背景
涡轮叶片作为涡轮机中非常重要的部件，承担着传递动能和转化热能的重要作用。然而，在涡轮机工作过程中，涡轮叶片需要承受高温高压等恶劣环境的考验，可能会导致叶片温度过高，从而影响涡轮机的工作效率和使用寿命。
为了解决涡轮叶片温度过高的问题，传统的方法是通过气膜冷却技术来降低涡轮叶片的表面温度，提高涡轮机的工作效率和使用寿命。在气膜冷却技术中，气膜冷却孔起到了非常重要的作用，它通过向叶片表面喷射冷气形成一层气膜，从而实现对叶片进行冷却。
然而，在气膜冷却孔的设计和使用过程中，会遇到诸多问题，例如冷气的流量、喷孔的尺寸和布置等问题。因此，本次研究旨在通过实验和数值模拟的方法，探究涡轮叶片气膜冷却孔绕流的一些问题，为气膜冷却技术的应用提供理论基础和实验数据支持。
二、任务内容
1.实验内容：
（1）建立涡轮叶片气膜冷却孔的实验测试系统，包括气源、流量控制、压力传感、温度传感和数据采集等设备。
（2）测量涡轮叶片气膜冷却孔绕流的流场特性，例如速度、压力和温度等参数。
（3）对不同气膜冷却孔尺寸和布置方式进行实验比较，分析其对绕流的影响。
（4）分析实验结果，得出涡轮叶片气膜冷却孔绕流的特点及规律。
2.数值模拟内容：
（1）建立涡轮叶片气膜冷却孔绕流的数学模型，包括流场的控制方程和边界条件等。
（2）运用计算流体力学（CFD）软件进行数值模拟计算，得到涡轮叶片气膜冷却孔绕流的流场参数，例如速度、压力和温度等。
（3）对不同气膜冷却孔尺寸和布置方式进行比较，分析其对绕流的影响。
（4）将实验结果与数值模拟结果进行比对，验证数值模拟结果的准确性，并对实验结果和数值模拟结果进行分析和讨论。
三、任务目标
通过本次实验和数值模拟研究，达成以下目标：
1.确定涡轮叶片气膜冷却孔绕流的特征和规律。
2.分析不同气膜冷却孔尺寸和布置方式对绕流的影响，为气膜冷却技术的应用提供参考和建议。
3.建立涡轮叶片气膜冷却孔的数学模型，为后续相关研究提供参考。
4.验证数值模拟结果的准确性，提高数值模拟的可信度和应用性。
四、研究方案和时间安排
1.实验方案和时间安排：
（1）系统测试、设备调试1周
（2）样品制备、实验操作2周
（3）数据处理、分析1周
（4）撰写实验报告1周
2.数值模拟方案和时间安排：
（1）建立数学模型1周
（2）CFD模拟计算、数据处理2周
（3）结果分析、比对1周
（4）撰写结果报告1周
五、参考文献
1.张大猛，李林哲，张朝阳.气膜冷却技术在涡轮机上的应用及其研究进展[J].润滑与密封，2018，43(3):64-69.
2.王磊，蒋海龙，郭宝华.涡轮叶片气膜冷却流场数值模拟研究[J].工程热物理学报，2017，38(11):2493-2500.
3.谢光辉，施新德，周玉珂.涡轮叶片膜内冷却的数值研究[J].上海交通大学学报，2016，50(9):1028-1033.