飛機中的燃氣渦輪發(fā)動機通過吸入空氣，在燃燒室中將其加熱到非常高的溫度，最后以高速排氣來提供所需的推力。在它們運行時，火山灰等小的無機顆粒會與空氣一起被吸入。這些顆粒在燃燒室的高溫區(qū)熔化并固化到發(fā)動機中的較冷區(qū)，例如渦輪葉片。隨著時間的推移，這些液滴會凝固并積聚在燃氣輪機的表面，使葉片變形并堵塞冷卻孔，從而降低發(fā)動機的性能和壽命。
雖然沉積現(xiàn)象不可避免，但預測該過程可以幫助工程師開發(fā)和修改發(fā)動機設計。沉積過程的主要方面之一是確定熔滴如何在與較冷表面接觸時凝固，而對該過程的準確模擬是理解該過程的基礎。
在發(fā)表在《國際傳熱傳質(zhì)雜志》上的一項研究中，來自的一組科學家開發(fā)了一種模型，可以快速準確地模擬單個熔滴在平坦表面上的凝固。他們的模型不需要任何先驗信息來設置，可用于開發(fā)可以預測噴氣發(fā)動機沉積過程的模型。
研究任期由東京理科大學的福留浩二博士和山本誠教授、大阪大學的山本健博士和電子通信大學的Hiroya Mamori博士組成。
與之前假設表面處于恒定溫度的模型不同，新方法通過考慮液滴行為以及較熱的液滴與較冷的表面之間的熱傳遞來模擬凝固過程。“我們一直在模擬液滴撞擊，但我們不能忽視與實驗的差異。在這項研究中，我們認為考慮到碰撞壁面的溫度變化將與實驗一致”，F(xiàn)ukudome 博士解釋說。
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