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航空發動機與內部渦輪盤如圖1所示，榫槽作為葉片與渦輪盤的關鍵連接部位，其加工表面完整性和加工精度直接影響渦輪盤榫接部位的配合牢固程度、傳力效果、抗疲勞損傷和抗蠕變性能等，最終決定發動機的服役性能與壽命[2]。渦輪盤榫槽結構較為復雜，傳統的數控加工難以實現高效穩定加工，因此現階段，榫槽的加工一般采用高精度、高效率和一致性好的拉削加工，以滿足榫槽高質量和高效率的加工要求。

4 合金渦輪盤破裂失效時工作溫度分析對FGH97合金渦輪盤進行低循環疲勞考核試驗 ， 結果如圖3所示 。試車117 min 27s后 ， 發生疲勞斷裂。根據疲勞弧線及其收斂位置，該渦輪盤疲勞斷裂源區如圖3a箭頭所示，源區所經歷的溫度即為渦輪盤疲勞失效過程中的最高溫度。疲勞斷口源區氧化皮為暗灰色，根據模擬試驗得知，渦輪盤最高服役溫度約為1000℃。

自主研制高性能發動機是提升國家核心競爭力的重中之重，而航空發動機的 一盤（渦輪盤）兩片（導向、工作葉片）的承溫能力成為發動機先進程度的重要標志。

在渦輪盤破裂之前，并未出現壓氣機喘振或輪盤超溫現象，因此預防在低壓軸斷裂后低壓渦輪超轉是主被動安全設計中需要著重考慮的問題。

另外，使用低排量發動機造成的功率限制也促使ACR研究渦輪增壓以增加發動機的功率。在此期間，ACR引入了熱流體分析工具來幫助他們開發新的渦輪增壓器。ACR首席執行官兼總裁Hiroshi Matsuoka先生建議使用計算仿真作為設計工具，近年來人們對技術水平大幅提升的仿真工具越來越有信心。

４　仿真結果分析　　渦旋壓縮機在理想運轉情況下，即在不考慮傾覆力矩對動渦盤造成傾覆的情況下，動渦盤的運轉方向始終與偏心軸軸線方向垂直，即動渦盤的傾覆角始終為０°，考慮到動渦盤在運轉過程中受到傾覆力矩的作用，故動渦盤沿其運轉軸線方向將會產生一定的傾斜，取０.０２ｍｍ、０.０４ｍｍ間隙及３０ｍｍ、５０ｍｍ齒高下仿真結果進行分析。

４　仿真結果分析　　渦旋壓縮機在理想運轉情況下，即在不考慮傾覆力矩對動渦盤造成傾覆的情況下，動渦盤的運轉方向始終與偏心軸軸線方向垂直，即動渦盤的傾覆角始終為０°，考慮到動渦盤在運轉過程中受到傾覆力矩的作用，故動渦盤沿其運轉軸線方向將會產生一定的傾斜，取０.０２ｍｍ、０.０４ｍｍ間隙及３０ｍｍ、５０ｍｍ齒高下仿真結果進行分析。

本案例對高鐵緊急制動時的制動盤溫度場和速度場進行了仿真計算。由于涉及到傳熱、滑移網格之類的仿真計算，整個計算流程與計算模型十分復雜繁瑣。上一節已經展開了動網格制動盤散熱過程的教學，因此本節展開滑移網格的耦合教學。1 workbench 設置本案例分為三個模塊，其中分別是滑移網格運動區域，固體結構和外部靜止域。

本案例對高鐵緊急制動時的制動盤溫度場和速度場進行了仿真計算。由于涉及到傳熱、動網格之類的仿真計算，整個計算流程與計算模型十分復雜繁瑣。上一節已經展開了制動過程的教學，因此本節展開熱仿真的耦合教學。1 workbench 設置與 Fluent 動網格+高鐵制動盤制動過程仿真(一) 相比，增加了一個模塊，是用來劃分固體域網格。

本案例對高鐵緊急制動時的制動盤溫度場和速度場進行了仿真計算。由于涉及到傳熱、動網格之類的仿真計算，整個計算流程與計算模型十分復雜繁瑣。因此在設計本案例的教學推文時，本節僅對制動盤的制動過程進行仿真計算教學。待大家掌握動網格、滑移網格兩種制動過程的仿真之后，再分別展開熱仿真的耦合教學。

本案例對高鐵緊急制動時的制動盤溫度場和速度場進行了仿真計算。由于涉及到傳熱、滑移網格之類的仿真計算，整個計算流程與計算模型十分復雜繁瑣。上一節已經展開了動網格制動盤散熱過程的教學，因此本節展開滑移網格的耦合教學。1 workbench 設置本案例分為三個模塊，其中分別是滑移網格運動區域，固體結構和外部靜止域。

(a)軸流式；(b)離心式 壓氣機盤結構圖 渦輪盤結構圖 航空發動機壓氣機盤或渦輪盤承受的載荷有以下幾種：

圖2 發動機整機及局部網格示例 可壓縮流與不可壓縮流高精度耦合仿真 為解決可壓縮流與不可壓縮流耦合仿真問題，針對發動機風扇、壓氣機、渦輪等高速可壓縮流與燃燒室及部件盤腔等低速不可壓流相互耦合仿真方法進行了研究。重點開展了燃燒室與渦輪部件耦合求解方法研究。

利用 ANSYS Fluent 動態網格進行渦輪泵仿真的方法

渦輪增壓機，葉片的轉速是28,000 RPM，空氣進口溫度是302.6K，進口流量是1500 SCFM，壓力出口總壓是153507 Pa。渦輪增壓器的網格劃分分成3部分：進風管道、葉片和蝸殼。分別獨立劃分網格，需要在交界面處網格加密，有利于交界面的數據精確傳遞。

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可壓縮流與不可壓縮流高精度耦合仿真為解決可壓縮流與不可壓縮流耦合仿真問題，針對發動機風扇、壓氣機、渦輪等高速可壓縮流與燃燒室及部件盤腔等低速不可壓流相互耦合仿真方法進行了研究。重點開展了燃燒室與渦輪部件耦合求解方法研究。

以一個渦軸發動機燃氣渦輪二級導向葉片及內封嚴結構的流熱耦合結果為例，其中考慮了冷氣沿程的沖擊換熱、肋片強化冷卻、空氣預旋、盤腔風阻、篦齒射流等一系列復雜流動與換熱現象的相互耦合影響。空氣系統仿真在準確提供轉子盤腔內部氣流流動信息的同時，還有助于更精確地進行零部件冷卻效果、溫度場分析。這對提升渦軸發動機性能、壽命，保障渦軸發動機安全運轉提供了有力支撐。