Topology optimization with vortex-intensity-based objective function enables novel film cooling hole with superior performance

物理 涡流 拓扑优化 拓扑(电路) 涡度 机械 热的 工作(物理) 机械工程 热力学 有限元法 工程类 电气工程
作者
Huidong Tang,Jianqin Zhu,Zhi Tao,Lu Qiu
出处
期刊:Physics of Fluids [American Institute of Physics]
卷期号:36 (8) 被引量:9
标识
DOI:10.1063/5.0215213
摘要

Film cooling is widely adopted in the thermal protection of modern aerospace engines. The optimization of the film hole is an important issue in thermal designs. In this work, a density-based topology optimization is conducted to obtain a high-performance film cooling hole geometry. Unlike the traditional wall-temperature-based optimization objectives, a novel objective function based on the Q-criteria is proposed by taking the vorticity dynamics and flow mixing into account. Finally, a unique high-performance film hole is obtained, which shows superior performance compared to the standard cylindrical hole, particularly at high blowing ratios. The film cooling effectiveness can be elevated by 51 folds in the case of a high blowing ratio (M = 1.5). Analyses of the vortices and velocity fields suggest that the presence of the additional secondary vortex pair enhances the attachment of cooling air to the wall.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
zhang完成签到,获得积分10
1秒前
NI完成签到 ,获得积分10
1秒前
Morii发布了新的文献求助10
1秒前
爱壹帆完成签到,获得积分10
2秒前
烦恼大海发布了新的文献求助10
2秒前
兰彻完成签到,获得积分10
2秒前
Fei豪完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
5秒前
外向青筠发布了新的文献求助10
6秒前
站走跑完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
ff完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
Wyatt完成签到,获得积分10
10秒前
zhaofei完成签到,获得积分10
10秒前
123完成签到,获得积分20
10秒前
魁梧的雨双完成签到,获得积分10
11秒前
高山流水完成签到,获得积分10
11秒前
jnshen完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
12秒前
恋爱三角理论完成签到,获得积分10
14秒前
碧蓝的以彤完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
斯文的花卷完成签到,获得积分10
16秒前
Shelly完成签到,获得积分10
19秒前
liwu完成签到,获得积分10
20秒前
可耐的花生完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
轮子发布了新的文献求助10
23秒前
花生糖拌炸酱面应助lei采纳,获得10
25秒前
26秒前
Sand完成签到,获得积分10
27秒前
Zhe完成签到,获得积分10
30秒前
现代大神完成签到,获得积分10
30秒前
之子之远完成签到,获得积分10
30秒前
31秒前
葛根发布了新的文献求助10
31秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Gründe der Seele:Die Wiener Psychatrie im 20.Jahrhundert 1000
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7272287
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8893140
关于积分的说明 18800019
捐赠科研通 6946752
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3204687
关于科研通互助平台的介绍 2376889
邀请新用户注册赠送积分活动 2180178