热能动力工程

作者：张钟文,黄伟宸,王鸿江,董含,王炜哲,周文武

单位：上海交通大学,,上海交通大学,,上海交通大学,,上海交通大学,,上海交通大学,,上海交通大学,

关键词：本征正交分解;数值模拟;双层壁冷却;降阶模型;温度场预测

复杂换热结构的热特性分析和控制策略需要对温度场进行在线评估。本文针对冲击/气膜冷却壁,采用基于本征正交分解的降阶模型和稀疏传感器数据,重建系统的三维稳态温度场。本研究针对不同工况下的冲击/气膜冷却壁,建立了流固耦合模型,并完成有限体积法的数值模拟,生成高保真数据集。随后,利用本征正交分解提取三维温度场的空间分布特征,并通过提取正交基向量构建低维子空间。冲击/气膜冷却壁的温度分布被投影到低维子空间,实现模型降阶。通过建立传感数据与降阶模型之间的数学映射,实现复杂部件三维温度场的快速重构。通过对比重构结果、高保真仿真结果与实验结果,表明所提方法能够在毫秒级内快速、准确预测冲击/气膜冷却壁的温度场,相对误差在0.18%以内。这一方法为工程应用中温度场的实时监测和分析提供了可行的技术手段。

来源：2025年第4期

《热能动力工程》期刊编辑部

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