報告書番号

M08007

タイトル（和文）

ガスタービン翼の膜冷却解析手法の評価 -平板膜冷却に対する解析-

タイトル（英文）

Evaluation of CFD analysis for film cooling on gas turbine blade -Analysis of flat plate configuration-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

ガスタービン高温部品の耐久性評価によるプラント運用コストの低減効果は大きい．本研究では膜冷却翼の耐久性評価を念頭に，平板における膜冷却についてRANS解析およびDESを行い，各手法における膜冷却性能の予測性を評価した．その結果，RANS解析では主流と直交方向に平均した膜冷却効率が実験と良く一致すること，DESは平均膜冷却効率と共に，主流と直交方向の局所的な膜冷却効率分布についても実験と良く一致することを示した．その上で，内部冷却流れが膜冷却孔内の流れ構造，ひいては膜冷却効率に大きく影響することを示し，実機膜冷却翼の温度推定・耐久性評価においては，翼内部の冷却構造を適切に考慮することが不可欠であると提言した．

概要 （英文）

Evaluating life time of gas turbine blades and vanes contribute a great deal to reducing maintenance cost of gas turbine combined cycle power plant. In this study, the flow fields around a film cooling hole on the flat plate were numerically and experimentally investigated for the life evaluation of film cooled blades and vanes. Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) simulation and Detached Eddy Simulation (DES) were performed. Mainly concerned was the reliability of RANS simulations and DES for prediction of film cooling effectiveness. RANS simulations showed good agreement with the experimental results in the laterally averaged film cooling effectiveness. In DES, lateral distribution of film cooling effectiveness agreeed well with the experimental results. Inlet velocity of plenum chamber strongly affected the flow structure in the cooling pipe, and the distorted velocity profile in the pipe consequently lowered the film effectiveness on the flat plate. Therefore, it is necessary to clarify the influence of inner channel geometry on the film cooling effectiveness.

報告者

キーワード