報告書番号

W02005

タイトル（和文）

1300℃級ガスタービン初段動翼内部冷却の熱流動解析 -第2報 LESを用いた傾斜リブ付き流路の冷却特性関係式の導出-

タイトル（英文）

Numerical Analysis of Heat Transfer of Inner Cooling Passage for the First Stage Rotor Blade of 1300℃ class Gas Turbine-2nd report, Formulation of cooling performance of a rectangular channel with crossed angle ribs based on Large Eddy Simulation

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

1300℃級ガスタービン初段動翼の内部冷却構造をモデル化した、交叉傾斜リブ付き矩形流路について、Large Eddy Simulation(LES)による熱流動数値解析を行った。LESによる熱流動解析は、実機翼内部での流路断面形状の変化を考慮して、2種類の流路断面アスペクト比を対象にした。 LESによる熱流動解析結果から、流路断面アスペクト比による流路内の局所的な熱流動状態の変化を明らかにするとともに、実用的な翼の温度解析に不可欠な冷却モデルを導いた。冷却モデルの導出には、LES解析結果および既存の正方形断面流路の実験結果の熱伝達率・圧力損失を、リブ付き流路の冷却特性に関する理論的方法に応用した。 得られた冷却モデルは、LES解析結果および既存の実験結果に対して、冷却性能を良好に予測することから、1300℃級ガスタービン初段動翼の温度解析に適用可能であると判断した。

概要 （英文）

Large Eddy Simulations(LES) were conducted in order to clarify cooling performance of rectangular channels with crossed angle ribs, installed in the internal cooling system of the first stage rotor blade of 1300℃ class gas turbine. Two types of the channel, which have different aspect ratios (height to width ratios) of the cross section each other, were investigated. The LES presented the characteristics of local thermo-flow field in the channel depend upon the channel aspecto ratio. And cooling performance of the ribbed channel wall was modeled on the basis of local field predicted by the LES. Theoretical method for momentum and thermal transport in a rib-roughened channel applied to modeling of the cooling performance of the present ribbed channel with data from the LES and previous experiments. As a result, the present model successfully predicted the cooling performance of the present ribbed channel wall, compared with the LES and the experiments. It is resulted that the present model of the cooling performance of the ribbed channel wall has the capability for application to temperature prediction of the rotor bade in the gas turbine.

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