摘要
タービンブレードの乱流境界層における粘性底層と対数則層の層流特性を明らかにするために、本研究では超臨界二酸化炭素タービンの高圧静止ブレード下端部を対象に、ANSYS CFXソフトウェアを使用し、時間平均されたReynolds方程式とSST乱流モデルに基づいてブレード流れ場の数値シミュレーションを行い、スペクトル分析とストリームワイズ渦量分析法を使用して端部境界層の流れの詳細をさらに調査し、粘性底層流体と対数則層流体がブレード内で層流になるメカニズムを明らかにした。結果は、超臨界二酸化炭素静止ブレードの端壁近くの微小領域内の異なる径方向高さの回転平面のスペクトルに明らかな違いがあることを示し、この違いは、乱流境界層内の粘性底層、対数則層、および主流体の移動軌跡が異なることを意味し、ブレード端壁の境界層内で層流現象が存在することを示す。粘性底層流体と対数則層流体はブレードチャネルを通過する際に反対向きのストリームワイズ渦量を得る特徴があり、これはブレード内の渦系形成と関連している。
关键词
超臨界二酸化炭素タービン; 静止ブレード; 端壁境界層; 層流現象; 粘性底層; 対数則層