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[发明专利]圆柱型导流结构、涡轮导向器及燃气涡轮设计方法-CN202210090454.7有效
发明人：李海旺;王涛;陶智;唐润泽;由儒全;高轩 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2022-01-25 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： F01D5/18 文献下载
摘要：圆柱型导流结构，几何形状为圆柱体，位于导向器叶片前缘正前方旋转盘腔结构中，周向布置，数量与涡轮导向器叶片数量一致。实际使用时，圆柱型导流结构可和所述涡轮导向器一体铣出，也可单独加工带有圆柱型导流结构的金属环带后使用螺栓与所述涡轮导向器连接。本发明提出的带圆柱型导流结构的涡轮导向器，通过在位于涡轮导向器上游旋转盘腔结构中导向器侧壁面布置圆柱型导流结构，对轮缘泄露流进行引导和扰流作用，减少了因燃气入侵导致的泄露流损失，提高了导向器端壁的整体冷却效率。本发明在旋转盘腔结构处布置圆柱型导流结构，具有结构简单，不干扰主流流动，冷却效果好的特点，可应用于各种涡轮导向器。
圆柱导流结构涡轮导向燃气设计方法

[发明专利]一种涡轮叶片耦合计算模型网格划分方法和装置-CN202310624193.7在审
发明人： 由儒全;王鹏飞;杜泽群;李海旺;郭文 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2023-05-30 - 公布日： 2023-08-22 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明公开一种涡轮叶片耦合计算模型网格划分方法和装置，包括以下步骤：步骤S1、建立单层热障涂层的三维固体模型；步骤S2、建立主流和内冷通道的三维流体模型；步骤S3、根据三维固体模型，耦合涂层与叶片的交界面网格，生成固体域；步骤S4、根据三维流体模型，耦合流体与固体域的交界面网格，生成流体域；步骤S5、对关注的表面和较薄的位置进行局部网格加密，同时对流体域中除周期面和流体进出口面之外的全部面设置边界层。采用本发明的技术方案，能够模拟真实工况下涂层喷涂对叶栅通道流通面积及通道内流动特性的影响，解决了热障涂层隔热性能参数不全、各层结构模拟不精细的问题。
一种涡轮叶片耦合计算模型网格划分方法装置

[发明专利]一种涡轮叶片综合冷效实验台设计与冷却校核方法-CN202310563217.2在审
发明人： 由儒全;王钦钦;黄金龙;张书铭;李海旺;刘松;陶智 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2023-05-18 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明公开了一种涡轮叶片综合冷效实验台设计与冷却校核方法，包括以下步骤：构建试验台几何模型，对所述试验台几何模型进行网格剖分及流动换热数值计算；基于数值计算结果优化所述试验台几何模型的内部冷却通道；对所述试验台几何模型的高温换热集中区再次进行流动换热数值计算，基于最新的数值计算结果继续优化所述试验台几何模型；基于优化后的试验台几何模型进行试验台搭建，并对搭建的试验台进行实物实验完成冷却校核。采用本发明的计算与实验方法，可以有效地解决涡轮叶片综合冷效实验中试验台过热的现象，并且设计完成的试验台对多种不同几何外形及冷却结构的涡轮叶片试验件有很强的适配性，可以为涡轮叶片综合冷效实验提供有效帮助。
一种涡轮叶片综合实验设计冷却校核方法

[发明专利]带有D形微群气膜冷却孔的涡轮叶片端壁结构及其方法和燃气涡轮-CN202011513093.X有效
发明人：黄维娜;郭文;娄德仓;李海旺;刘松;由儒全 -专利权人：中国航发四川燃气涡轮研究院
申请日： 2020-12-20 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： F01D5/18 文献下载
摘要：一种带有D形微群气膜冷却孔的涡轮叶片端壁结构，包括涡轮叶片，涡轮叶片上端壁，涡轮叶片下端壁，端壁上的常规气膜冷却孔，近压力面侧的D形微群气膜冷却孔，其中，近压力面侧的D形微群气膜冷却孔是由多排D形的微气膜冷却孔组成，每排D形的微气膜冷却孔包括多个D形的微气膜冷却孔，其中，D形的微气膜冷却孔由微孔圆柱段和微孔扩张段组成。
带有形微群气膜冷却涡轮叶片结构及其方法燃气

[发明专利]带有穿孔肋的涡轮叶片尾缘冷却结构及方法和燃气轮机-CN202011513092.5有效
发明人：黄维娜;郭文;娄德仓;李海旺;刘松;由儒全 -专利权人：中国航发四川燃气涡轮研究院
申请日： 2020-12-20 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： F01D5/18 文献下载
摘要：一种带有穿孔肋的涡轮叶片尾缘冷却结构，其特征为：在涡轮叶片尾缘区域设置有尾缘半劈缝结构，所述尾缘半劈缝结构由尾缘冷气进气腔，分隔肋冷却孔进气孔，尾缘半劈缝表面，尾缘分隔穿孔肋，尾缘分隔肋冷却孔组成，所述尾缘半劈缝结构是将涡轮叶片尾缘压力面的部分壁面切去，只保留吸力面一侧的壁面以及若干穿孔肋形成的。本发明的带有穿孔肋的涡轮叶片尾缘冷却结构的冷却效果均优于常规叶片尾缘，小吹风比情况下提高明显，大吹风比情况下趋于接近，近下游带穿孔肋的叶片尾缘比常规叶片尾缘冷却效率提高近40%，整体提高约20%左右。
带有穿孔涡轮叶片冷却结构方法燃气轮机

[发明专利]涡轮叶片型面单排气膜冷却孔流量系数测量方法及其应用-CN202310254901.2在审
发明人：李海旺;李晓琳;张学姣;由儒全;郭文;刘松;陶智;贺进 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2023-03-07 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G01M13/00 文献下载
摘要：涡轮叶片型面单排气膜冷却孔流量系数测量方法及其应用，包括依次连接的储气罐、主流阀门、主流热式流量计、整流段、主流段整流风洞、冷却塔；所述次流阀门一端与储气罐输出端连接，另一端依次与次流热式流量计、次流稳压罐、涡轮叶片型面单排气膜孔流量系数测量试验件连接；所述涡轮叶片型面单排气膜孔流量系数测量试验件设置在主流段整流风洞中。本发明的测量方法针对涡轮叶片型面单排气膜孔结构，可以调节气膜孔结构相关参数，获得气膜孔结构变化对气膜孔流量系数的影响，并最终获得精准的气膜孔流量系数。
涡轮叶片型面单排气冷却流量系数测量方法及其应用

[发明专利]旋转涡轮叶片冷却结构流阻特性实验系统、装置及其方法-CN202211502506.3在审
发明人： 由儒全;李海旺;车俊新;陶智 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2022-11-28 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G01M10/00 文献下载
摘要：一种旋转涡轮叶片冷却结构流阻特性实验系统、装置及其方法，该系统包括六大控制模块，分别是：温度采集与电磁阀控制模块，压力采集模块，流量PID控制模块，轴承状态监测模块，转速控制模块与温度PID控制模块；该系统建立了可靠的高速旋转试验台多路压力的快速测试硬件系统，借助独特的双盘式结构，转速可以达到4000rpm。同时装备有一系列减小旋转阻力、紧急制动等系统，确保实验系统的安全可靠运行；可实现涡轮叶片各种冷却结构阻力特性的测试，包括通道类的阻力系数、孔类结构的流量系数等；得益于多种流量控制形式，使得模型可以增加对多路进气、多路出气模型的研究，实验模型更贴近真实叶片结构；旋转压力扫描装置可实现最多2路绝对压力、48路差压测量，对通道阻力特性进行精细化测量。
旋转涡轮叶片冷却结构特性实验系统装置及其方法

[发明专利]适用于测试高工况下涡轮叶片特性的综合试验系统及方法-CN202111199581.2有效
发明人： 由儒全;李海旺;施锦程;陶智 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2021-10-14 - 公布日： 2023-06-20 - 主分类号： G01M15/14 文献下载
摘要：本发明公开一种适用于测试高工况下涡轮叶片特性的综合试验系统及其方法，包括涡轮试验段、进气系统（含燃烧室）、排气系统（含排气蜗壳）、滑油供给系统、燃油供给系统、负载系统、冷却水系统、测量系统、控制系统，音视频系统和安全警戒系统；本发明可以模拟真实航空发动机涡轮叶片所处的高转速、跨音速等真实的工作环境和工况，实现辐射、激波等影响下涡轮叶片气膜覆盖、换热特性、端壁冷却、内外耦合、叶尖间隙等测量及气动性能考核。
适用于测试工况涡轮叶片特性综合试验系统方法

[发明专利]应用于涡轮叶片进口处壁板抑旋结构、使用及验证方法-CN202310058882.6在审
发明人：谢刚;陶智;张鲸涵;李海旺;周志宇;由儒全;郭文 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2023-01-17 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： F01D9/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种应用于涡轮叶片进口处的壁板抑旋结构，包括左右侧叶片表面、无反应燃烧室旋流器、无反应燃烧室腔体内壁、无反应燃烧室腔体左右周期面、无反应燃烧室进出口涡轮进口段抑旋薄板。通过在涡轮叶片进口处设计一种薄板结构，能够有效的抑制燃烧室出口的残余旋流，并能够打散出口热斑，显著减小涡轮叶片进口流场的旋流强度，增加涡轮进口流场的均匀性，提高涡轮一级导叶的冷却效率，实现一级导叶最高温度和温度梯度的降低，并减小冷却气用量及其冷却设计难度。本发明在一级导叶入口设置抑旋薄板结构，具有结构简单，可应用于航空发动机燃烧室涡轮交界区域，以此控制旋流强度。
应用于涡轮叶片进口壁板结构使用验证方法

[发明专利]适用于高速旋转设备的多路压力采集与校准系统及方法-CN202211502020.X在审
发明人： 由儒全;李海旺;车俊新;陶智 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2022-11-28 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： G01M15/02 文献下载
摘要：适用于高速旋转设备的多路压力采集与校准系统及方法，包括旋转压力切换系统、压力信号动静转换系统和旋转自动校准系统；压力信号动静转换系统是借助滑环与压力信号动静转换接头实现旋转实验台所测试的实验件的沿程压力信号与压力控制阀控制电信号从实验系统的旋转端向静止端转换；旋转自动校准系统包括数学方法推导旋转压力修正方法与实验校准系统微压泄露；实验校准系统微压泄露时通过在将实验件内保持已知压力，测试压力测试系统中各接头与压力信号动静转换接头存在的微压泄露，校准压力测试系统。本发明解决了高速旋转设备多路压力的快速测试；修正了高转速实验台引压管产生的压力误差；实现了高速旋转设备多路压损失力的实时校准。
适用于高速旋转设备压力采集校准系统方法

[发明专利]一种考虑热辐射的涡轮叶片气膜冷却效率修正方法-CN202310158679.6在审
发明人： 由儒全;李海旺;王孟;陶智;王鹏飞;郭文 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2023-02-15 - 公布日： 2023-05-05 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明公开了一种考虑热辐射的涡轮叶片气膜冷却效率修正方法，包括：确定辐射修正系数的无量纲自变量参数；确定无量纲自变量参数与辐射修正系数之间的物理关系与关联形式；建立测量矩阵的试验数据集；确定经验式框架中的经验系数；遴选出当前相关性的适用无量纲参数置信区间，确立气膜冷却效率热辐射修正的经验公式；考虑热辐射修正的气膜冷却效率由低温环境下的气膜冷却效率与辐射修正系数的乘积获得。本发明以大量的数值仿真或试验测量获取的正交数据集为依据，最大程度的提高了开发的经验关联式的科技性及可信度；实验室环境下开展的低温或中温环境试验，仅需对测量数据与辐射修正系数做乘积，即可完成高温环境下气膜冷却效率的预测工作。
一种考虑热辐射涡轮叶片冷却效率修正方法

[发明专利]八字型肋导流结构、涡轮导向器及燃气涡轮设计方法-CN202210090476.3有效
发明人：李海旺;唐润泽;陶智;由儒全;高轩;王涛 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2022-01-25 - 公布日： 2023-05-05 - 主分类号： F01D5/18 文献下载
摘要：八字型肋导流结构，由一对呈轴对称分布，形似“八”字的直四棱柱构成。位于涡轮导向器叶片前缘正前方旋转盘腔结构中，周向布置，数量与涡轮导向器叶片数量一致。该八字型导流结构可和涡轮导向器一体铣出，或单独加工带有八字型导流结构的金属环带后使用螺栓与所述涡轮导向器连接。本发明公开的带八字型肋导流结构的涡轮导向器，通过在涡轮导向器上游旋转盘腔结构中导向器侧壁面布置八字型导流结构，对泄露流进行引导和扰流作用，减少了因燃气入侵导致的泄露流损失，提高了导向器端壁的整体冷却效率。本发明在旋转盘腔结构处布置八字型肋导流结构，其结构简单，不干扰主流流动，冷却效果好的特点，可应用于各种涡轮导向器。
字型导流结构涡轮导向燃气设计方法

[发明专利]三棱锥型导流结构、涡轮导向器及其燃气涡轮设计方法-CN202210090461.7有效
发明人：李海旺;唐润泽;陶智;由儒全;高轩;王涛 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2022-01-25 - 公布日： 2023-05-05 - 主分类号： F01D5/18 文献下载
摘要：三棱锥型导流结构，由2个等腰三角形和2个直角三角形组成，尖头朝向封严冷气来流方向，位于涡轮导向器叶片前缘正前方旋转盘腔结构中，周向布置，数量与涡轮导向器叶片数量一致。该结构可和所述涡轮导向器一体铣出或单独加工带有三棱锥型导流结构的金属环带后使用螺栓与所述涡轮导向器连接。本发明提出的带三棱锥型导流结构的涡轮导向器，通过在涡轮导向器上游旋转盘腔结构中导向器侧壁面布置三棱锥型导流结构，对泄露流进行引导和扰流作用，减少了因燃气入侵导致的泄露流损失，提高了导向器端壁的整体冷却效率。本发明在旋转盘腔结构处布置三棱锥型导流结构，具有结构简单，不干扰主流流动，冷却效果好的特点，可用于各种涡轮导向器。
三棱锥导流结构涡轮导向及其燃气设计方法

[发明专利]一种基于旋转热膜设备的测试方法及其应用-CN202210292046.X有效
发明人：陶智;李海旺;由儒全;李秋实;潘天宇;施锦程 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2022-03-23 - 公布日： 2023-04-14 - 主分类号： G01P5/12 文献下载
摘要：一种基于旋转热膜设备的测试方法及其应用，包括动静转换装置、旋转端和数据接收端，在对待测试旋转部件表面附近边界层的速度进行测量时，旋转端随着待测试旋转部件一起旋转，实时采集与待测试旋转部件湍流边界层的速度相关的电信号，通过动静转换装置将电信号传输至数据接收端。相比于传统的只能在静止状态下对流体的速度进行测量的装置，该装置中的旋转端能够随着待测试流体一起旋转，实现了对旋转状态下边界层的速度的测量。在通过动静转换装置前加装了惠斯通电桥、负反馈电路、信号滤波电路和A/D转换模块，热膜探针测得的模拟信号经过放大和抑噪后转换成数字信号，然后再传输至导电滑环，从而降低了由于驱动电机和滑环转动带来的噪声干扰。
一种基于旋转设备测试方法及其应用

[发明专利]一种应用于涡轮导叶吸力面的变孔径冲击冷却结构-CN202310060971.4在审
发明人：李海旺;朱晓华;李晓琳;刘松;由儒全;谢刚;程荣辉;郭文 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2023-01-17 - 公布日： 2023-04-04 - 主分类号： F01D9/02 文献下载
摘要：本发明公开一种应用于涡轮导叶吸力面的变孔径冲击冷却结构，包括若干冲击薄板，任意相邻两冲击薄板之间通过分隔肋连接，冲击薄板顶部开设若干排冲击孔，任意相邻两排冲击孔之间安装有扰流部，扰流部一端与分隔肋抵接，冲击薄板内设有若干冲击腔，冲击薄板与分隔肋垂直的一侧设有冲击靶面，冲击靶面一端开设有冷气出口，冷气出口位于冲击腔内。本发明具有方法简单，加工方便，效果明显的特点，可应用于各种涡轮叶片吸力面内部冲击结构。
一种应用于涡轮吸力孔径冲击冷却结构

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