引射器活门调节机构的流固热耦合特性

罗忠^1,2，孙永航¹，葛长闯³，许春阳³

1. 东北大学机械工程与自动化学院2. 东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室3. 中国航发沈阳发动机研究所

摘 要：针对船用燃气轮机引射器活门调节机构多场耦合下的结构强度问题,建立了引射器三维流场以及活门阀片的结构模型,采用计算流体动力学（computational fluid dynamics,CFD）方法,分别对流场进行了稳态与瞬态仿真分析.将瞬态仿真的结果作为有限元模型的边界条件,进行了包含热、气动和离心载荷的顺序单向流固热耦合分析.结果表明,相较于稳态仿真,瞬态仿真结果的趋势相近但压差更大.时变载荷的稳态求解,可能导致强度的估计不足.对活门调节机构而言,热载荷对机构阀片的变形、应力起到主要作用,气动载荷所导致的弯曲应力可以抵消一部分热载荷导致的弯曲应力,而离心载荷对机构的影响较小,可以忽略.所采用的分析方法可用于引射器活门调节机构等典型运动调节机构的结构设计与优化.

关键词：运动调节机构;多场耦合;时变载荷;计算流体动力学;动力学特性;