毫米级微型燃气轮机由于具有尺寸小、重量轻、结构紧凑、便携性强、燃料适用性广、功率密度与能量密度高等优势,成为一种极具竞争力的新型移动式能源和辅助动力装置。本项目开展其核心部件毫米级微型向心涡轮的内部流动机理、多学科设计方法以及性能试验研究。通过采用包含网格划分与精度分析、湍流模型与转捩模型对比分析、非绝热壁面边界条件等精确数值模拟手段,重点对10mm级微型向心涡轮的气动性能、传热损失、间隙泄漏、低雷诺数流动及尺寸效应进行分析;通过内部复杂流场结构及其热功转换特性的相关研究,揭示其内部流动机理及其对总体性能的影响机制,建立其具有多学科耦合特点的综合设计方法;通过应用转子动力学理论解决轴承稳定性及低频涡动等关键问题,开展超高转速性能试验研究;以期丰富对毫米级微型向心涡轮的内流理论的认识,完善其设计方法,从而为自主研发作为新型能源装置的毫米级微型燃机及其供能系统,提供可靠的理论基础及技术支持。
英文主题词micro gas turbine;millimeter-scale micro radial turbine;internal flow mechanism;Multidisciplinary design method;performance test