哈尔滨工业大学王松涛获国家专利权
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龙图腾网获悉哈尔滨工业大学申请的专利一维管网计算经验公式设定方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118410600B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-10发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410557437.9,技术领域涉及:G06F30/18;该发明授权一维管网计算经验公式设定方法是由王松涛;温风波;蔡乐;王龙飞;赵智源设计研发完成,并于2024-05-07向国家知识产权局提交的专利申请。
本一维管网计算经验公式设定方法在说明书摘要公布了:一维管网计算经验公式设定方法,涉及航空发动机设计与制造技术领域。为解决现有技术中存在的,传统管网计算模型在叶片冷却结构建立方面存在复杂度高和精度不足的技术问题,本发明提供的技术方案为:一维管网计算经验公式设定方法,方法包括:划分叶片成预设数量段,将每段定义为一个节流单元;根据节流单元,建立一维计算模型;对一维计算模型进行简化;为每个节流单元匹配对应的参数;在所述一维计算模型中,设定流阻经验公式、换热系数经验公式和气膜孔经验公式。可以应用于航空发动机的热管理系统设计与优化中。
本发明授权一维管网计算经验公式设定方法在权利要求书中公布了:1.一维管网计算经验公式设定方法,其特征在于,所述方法包括:划分叶片成预设数量段,将每段定义为一个节流单元,并定义节点的步骤;为所述节流单元和节点编号,并记录所述节流单元和节点之间的几何进出口关系的步骤;根据所述节流单元和节点之间的几何进出口关系,建立一维计算模型的步骤;对所述一维计算模型进行简化的步骤;为每个所述节流单元匹配对应的参数的步骤;在所述一维计算模型中,设定流阻经验公式、换热系数经验公式和气膜孔经验公式的步骤;光滑直管经验公式:cfs=0.11*68.4re+1.6e-6dh^0.25;其中dh为特征尺度,表示为当量直径Re中的长度;根据Reynolds数和特征尺度计算光滑直管的摩阻系数;根据预设Reynolds数和特征尺度,利用经验公式计算出光滑直管的摩阻系数;根据给定的Reynolds数re和特征尺度dh,通过公式计算出68.4re和1.6e-6dh两项的值;将计算得到的上述两项的值带入公式中,并进行相应的运算,最终得到摩阻系数cfs的值;这个摩阻系数表示了在光滑直管内流体流动时的摩阻程度,是流体动量传递的重要参数之一;平行肋粗糙直管经验公式,计算具有平行肋粗糙的直管的摩阻系数;根据预设肋间距、肋高和肋沿流向夹角参数,计算出平行肋粗糙直管的摩阻系数,考虑了肋的倾斜情况根据给定的肋间距dd和肋高ee,通过公式计算出参数PA、PB和PC;根据计算得到的PA、PB和PC,计算出参数xx;肋沿流向夹角小于45度,则进入循环,通过迭代计算更新xx的值,直至满足一定的收敛条件;计算出粗糙度雷诺数根据粗糙度雷诺数的大小,确定最终的摩阻系数cf,如果粗糙度雷诺数大于35,则采用公式计算摩阻系数,否则近似采用光滑管的摩阻系数;叉排圆柱肋经验公式,计算具有叉排圆柱肋的通道的摩阻系数;根据预设参数,包括垂直于流向的间距、沿流向间距、列数,通过公式计算出叉排圆柱肋通道的摩阻系数;根据给定的垂直于流向的间距sn、沿流向间距x以及列数n,通过公式计算出参数f1;f1=0.25+0.118sndd-1^1.08*re^-0.16;根据计算得到的f1、列数n、通道长度leng和特征尺度dh,通过公式计算出最终的摩阻系数cf:cf=4*f1*nnleng*dh;这个摩阻系数表示了在具有叉排圆柱肋的通道内流体流动时的摩阻程度,是流体动量传递的重要参数之一;90度圆折转经验公式,计算90度圆折转通道的摩阻系数;根据通道长度和特征尺度,通过公式计算出90度圆折转通道的摩阻系数,计算出一个常数f,其值为4.51除以2再除以4,根据给定的通道长度leng和特征尺度dh,通过公式计算出摩阻系数cf,即将f除以通道长度与当量直径的比值;这个摩阻系数表示了在90度圆折转通道内流体流动时的摩阻程度,是流体动量传递的重要参数之一;90度方折转经验公式,计算90度方折转通道的摩阻系数;根据通道长度和特征尺度,通过公式计算出90度方折转通道的摩阻系数,计算出一个常数f,其值为4.01除以2再除以4,根据给定的通道长度leng和特征尺度dh,通过公式计算出摩阻系数cf,即将f除以通道长度与当量直径的比值;无穷大平板上的简单深孔加厚前缘包括冲击冷却孔,计算无穷大平板上的简单深孔的摩阻系数,需要考虑冲击冷却孔;根据通道长度和特征尺度,通过插值方法计算出无穷大平板上的简单深孔的摩阻系数,并根据需要考虑沿程损失;将通道长度leng除以特征尺度dh,得到长度比lde,定义了一个长度比的数组lde0和对应的摩阻系数数组f00,表示不同长度比下的摩阻系数,通过插值方法interp11根据给定的长度比数组和摩阻系数数组,计算出在当前长度比下的摩阻系数f;根据计算得到的摩阻系数f和通道长度与当量直径的比值,得到最终的摩阻系数cf;将摩阻系数cf与之前计算得到的光滑直管摩阻系数cfs相加,得到最终的摩阻系数;这个过程用于确定在给定条件下无穷大平板上的简单深孔的摩阻系数,考虑了长度比对摩阻系数的影响,并在考虑了沿程损失;换热系数经验公式,根据流体和壁面温度、Reynolds数参数计算换热系数;根据预设参数,包括流体温度、壁面温度、Reynolds数,通过公式计算出换热系数。
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