[发明专利]一种基于有限元的涡轮叶片辐射测温误差仿真分析方法

权利要求书

1.一种基于有限元的涡轮叶片辐射测温误差仿真分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，配置Comsol Multiphysics软件环境；

步骤2，构建涡轮叶片辐射测温误差几何模型；

步骤3，依据仿真条件配置表面对表面辐射物理场；

步骤4，对几何模型进行网格划分，直至进一步细化网格或时间步长不会实质性地改变仿真输出；

步骤5，配置求解器并进行求解计算，生成模型辐射及温度分布图；

步骤6，改变以下参数中的一项或多项以得到相关仿真结果并对仿真结果后处理，所述参数包括：环境温度T_amb，周围热端部件温度T_o，被测动叶温度T_blade，叶片发射率ε，以及动叶旋转角度θ；

步骤7，进行涡轮叶片辐射测温误差分析以确定误差状况。

2.根据权利要求1所述的基于有限元的涡轮叶片辐射测温误差仿真分析方法，其特征在于，所述步骤1中包括：建立三维空间维度，选择辐射节点下的表面对表面辐射物理场接口，并依次点选添加、研究，最后选择一般研究节点下的稳态研究，点击完成。

3.根据权利要求1所述的基于有限元的涡轮叶片辐射测温误差仿真分析方法，其特征在于，所述步骤2中包括：在参数节点下输入一个或多个待用参数，以便对结果进行后处理；几何模型中包括位置关系相对固定的一片或多片动叶，一片或多片前级导叶，以及一片或多片后级导叶。

4.根据权利要求1所述的基于有限元的涡轮叶片辐射测温误差仿真分析方法，其特征在于，所述步骤3中包括：对辐射属性的波长相关性进行设置，采用多光谱带，并输入所需观测波段；添加并设置一个或多个漫反射表面，选择辐射方向，采用法向正方向，选择对应边界并输入对应温度、环境温度、环境辐射率和表面发射率。

5.根据权利要求1所述的基于有限元的涡轮叶片辐射测温误差仿真分析方法，其特征在于，所述步骤5中包括：添加参数化扫描，扫描参数包括：环境温度，周围热端部件温度，叶片发射率，和动叶位置。

6.根据权利要求1所述的基于有限元的涡轮叶片辐射测温误差仿真分析方法，其特征在于，所述步骤6中对仿真结果后处理包括以下一项或多项：

(1)添加点探针或域点探针监测被测叶片位置点温度；

(2)添加待研究对象的数据集，在“结果”菜单栏点选相应绘图组，包括一、二、三维绘图组，选择对应数据集，绘制表面参数，所述参数包括辐射、温度、角系数；

(3)右键点选“结果”节点下的“派生值”，选择“平均值”节点下的“表面平均值”，选择对应数据集和表面并输入表达式，点击“计算”后右侧表格中出现对应参数的表达式的计算值，所述表达式包括系统自带的表达式或由黑体辐射定律反解出的温度表达式。

7.根据权利要求1所述的基于有限元的涡轮叶片辐射测温误差仿真分析方法，其特征在于，所述步骤7中包括测温误差公式：其中T_m为由仿真得到的辐射反解出的温度T，T的表达式为：其中C₁＝3.7418×10^-16W*m²，C₂＝1.4388×10^-2m*K，λ为选定波长，B_em为仿真得到的辐射，Δλ为波长带宽，ε为被测叶片发射率。