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低压转子加热过程的流固多场耦合模拟
王婧 张李强 王皓 顾剑锋
上海交通大学材料科学与工程学院材料改性与数值模拟研究所
摘要：针对流固多场数学模型开发了有限元-有限体积耦合计算方法,实现了低压转子加热过程流场-温度场-组织场-应力场的耦合数值模拟。模拟结果表明:炉内气体流速分布不均匀,低压转子上部流速高,下部流速低,在前期升温阶段低压转子上部温度高于下部,上下轴头中心部最大温差约为37℃;转子中截面的热应力最大,为182 MPa,出现于第一次升温结束时刻;中截面表面和心部奥氏体化时间间隔约17 h。研究了不同入口流速对低压转子加热过程温度、组织和热应力的影响。结果表明,气体流动对中低温阶段的加热影响显著,随着入口流速降低,最大温差和最大热应力增大;不同入口流速对高温阶段的加热和组织转变的影响较小。
关键词：低压转子;加热;流固多场耦合;数值模拟
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