科创中国

 本成果发明了一种 对热障涂层高温冲蚀率模型的训练方法和具有热障涂层的涡轮叶片冲蚀工况的模拟方法。训练方法包括：建立待拟合的冲蚀率模型；基于器件样品的热障涂层不同冲蚀角度下和不同速度的冲蚀颗粒下的冲蚀率，得到热障涂层高温冲蚀率模型。冲蚀工况模拟方法包括：建立与涡轮叶片几何模型相对应的外流场模型；对外流场模型进行组装等处理，生成流体计算域模型；基于热障涂层高温冲蚀率模型对流体计算域模型进行计算，得到外流场燃气速度场数据、冲蚀颗粒运动轨迹数据和热障涂层被冲蚀量数据。本成果将商用有限元软件作为平台，成本低，能同时考虑燃气中夹带不同粒径冲蚀粒子和涡轮叶片的复杂几何形状的关键因素，定量预测涡轮叶片热障涂层冲蚀失效。通过使用简单工况热障涂层冲蚀试验技术和发动机叶珊间燃气及粉尘流动的数值模拟技术，代替真实发动机挂片试验，来评价涡轮叶片热障涂层耐冲蚀性能。通过简单工况冲蚀试验获得热障涂层局部区域冲蚀模型；基于准确的燃气出入口边界条件和数值模拟获得燃气流动和粉尘运动状态。 节约了评价涡轮叶片热障涂层耐冲蚀性能的时间和金钱成本，缩短了发动机的研制周期。2018年 取得的效果：节约了评价热障涂层耐冲蚀性能的时间和金钱成本，缩短了发动机的研制周期。