题目：Thermal Performance Analysis and Multi-Objective Multi-method Collaborative Optimization of Orthogonal Rib-Enhanced Blade Leading Edge Jet Array Impingement Cooling

期刊：Aerospace Science and Technology

链接：https://doi.org/10.1016/j.ast.2025.111570

影响因子：5.8

WOS分区：一区

中科院分区：一区

内容简介：为了提高燃气轮机叶片前缘的热性能，对带有正交肋的射流阵列冲击冷却进行了数值研究。评估了正交肋几何形状的影响，并在不同雷诺数下进行了多目标优化，以获得最小压力损失系数下的最大努塞尔特数。椭圆肋和矩形肋的垂直相交形成正交肋。研究的结构参数包括椭圆肋的长度le和高度he以及矩形肋的长度lr和高度hr。在不同操作条件下，研究了最佳结构的演化模式。结果表明，采用正交肋可以将热边界层减少54.5%。综合传热性能F随着le和hr值的增加而增加，但随着he值的增大而降低。使用灰色关联分析评估了结构参数在不同Re下对通道Nu和Cp的重要性。结果表明，当Re=16000时，灰色关联分析得到的最佳结构参数为le = 3D，he=0.4D，lr = 2D和hr = 3.4D。对于Nu，Re= 40000除外 ，其中重要性顺序为hr>le>he>lr，在其他三个雷诺数下，顺序为le>hr>he>lr。对于Cp，除非Re = 40000,其中重要性顺序为he>hr>le>lr，在其他三个Re下，顺序为hr>he>le>lr。在不同Re下进行了多目标优化。优化结果表明，在不同Re条件下，最优椭圆肋参数保持稳定（le≈3D，he≈0.4D）。矩形肋的最优参数随Re的增加呈非单调趋势，在Re = 24,000处达到峰值，含lr = 19 mm和hr = 40 mm，与光滑通道和参考通道相比，优化的正交肋射流冷却通道分别将F提高了38.1%和3.97%。

关键词：射流阵列冲击，正交肋，叶片前缘，灰色关联分析，多目标优化