【목적】 효율적인 기막 냉각 기술은 가스터빈 터빈 전 온도를 높여 가스터빈의 열효율을 향상시키는 중요한 수단입니다. 최적의 기막 공 및 유로 형상은 가스터빈 열단부 부품의 기막 냉각 효율을 향상시키는 중요한 방법이 되었습니다. 【방법】 기막 공의 공형 구조를 매개변수화한 후 상대 좌표와 각도를 입력 파라미터로 사용하고, 선택된 입력 파라미터 범위 내에서 샘플링을 진행했습니다. BP 신경망과 유전 알고리즘을 결합하여 기막 공의 냉각 효율을 목표로 파라미터 최적화를 수행하였으며, 기막 공 유로 형상과 공 기울기가 기막 냉각 효율에 미치는 영향을 연구했습니다. 【결과】 결과에 따르면 최적 설계된 기막 공은 원통형 공에 비해 전개 방향 폭이 더 넓고, 전개 방향 양쪽에 작은 외측 개구각이 있으며, 유동 방향 길이는 원통형 공과 동일하고, 후연에는 작은 각도의 돌출이 있습니다. 전개 방향 폭이 동일하고 유로가 매끄러운 경우, 최적 설계의 면 평균 냉각 효율은 삽 모양 기막 공보다 18.28% 향상되었습니다. 최적 공형의 경우, 매끄러운 유로는 매끄럽지 않은 유로에 비해 면 평균 냉각 효율을 5.3% 향상시켰습니다. 최적화된 기막 공은 주류가 양쪽에서 냉각 유류 하단으로 말려 들어가는 경향을 억제하고, 콩팥형 와류의 회전 방향을 변화시켰습니다. 블로잉 비가 1이고 공 기울기가 각각 30°, 45°, 60°일 때, 해당 기막 공 형상은 원통형 공에 비해 면 평균 기막 냉각 효율을 각각 814.6%, 1,002.4%, 772.7% 향상시켰습니다. 【결론】 최종 최적화된 신형 기막 공은 콩팥형 와류 쌍의 세기를 낮추고, 냉각 유류의 벽면 부착성을 강화하며, 기막 공 하류의 평판 벽면 냉각 효율 저하를 지연시킬 수 있습니다. 최적화된 기막 공 설계는 공 기울기가 증가한 평판 벽면에서도 여전히 높은 냉각 효율을 유지하며, 넓은 공 기울기 적응성을 가지고 있습니다.

기막 냉각; 수치 시뮬레이션; 머신 러닝; 신경망; 유전 알고리즘