热能动力工程

作者：龙 芸，史历程，王慧杰，王玉璋

单位：上海交通大学 机械与动力工程学院 动力机械及工程教育部重点实验室，上海 200240,,上海交通大学 电子信息与电气工程学院，上海 200240,,中国船舶集团有限公司第七○三研究所，黑龙江 哈尔滨 150078,,上海交通大学 机械与动力工程学院 动力机械及工程教育部重点实验室，上海 200240,

关键词：热障涂层;内部裂纹;温度场;DDF-LBM;GEMSS

基金：国家科技重大专项(2017-I-0007-0008)

燃气轮机服役过程中，热障涂层(以下简称涂层)内部裂纹萌生和扩展是导致涂层失效的主要原因。通过数值重构方法获得了含不同长度裂纹的热障涂层（TBCs）微结构，基于耦合双分布格子波尔兹曼方法（DDF-LBM）建立了热障涂层与冷却气膜流动传热模型，研究了热障涂层内部和表面温度分布特性。结果表明：出现裂纹会极大地改变涂层的温度分布情况，增加涂层温度不均匀性，造成局部烧结，进一步产生应力集中，极易导致涂层分层断裂，从而影响其耐久性。同时，基于耦合检测算法（GEMSS）通过大量机器学习训练，提出了热障涂层内裂纹定位和长度估算的在线检测评估方法。该方法能有效确定裂纹位置，高精度估算裂纹长度，为高温叶片在线健康度评估和寿命预测提供理论基础和技术支撑。

来源：2021年第9期

《热能动力工程》期刊编辑部

查看热能动力工程杂志2021年第9期