(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211048721.0 (22)申请日 2022.08.29 (71)申请人 北京航空航天大 学 地址 100191 北京市海淀区学院路37号 (72)发明人 丁铭　吉洁　王波涛　颜冰　 (74)专利代理 机构 北京海虹嘉诚知识产权代理 有限公司 1 1129 专利代理师 吴小灿 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种基于有限元的涡轮叶片辐射测温误差 仿真分析方法 (57)摘要 一种基于有限元的涡轮叶片辐射测温误差 仿真分析方法， 通过配置Comsol  Multiphysics 软件环境， 构建涡轮叶片辐射测温误差几何模 型， 依据仿真条件配置表面对表面辐射物理场， 对几何模型进行网格划分， 直至进一步细化网格 或时间步长不会实质性地改变仿真输出， 配置求 解器并进行求解计算， 生 成模型辐射及温度分布 图， 改变参数中的一项或多项以得到相关仿真结 果并对仿真结果后处理， 以确定涡 轮叶片辐射测 温误差状况。 本发明有利于实现对涡 轮叶片辐射 测温误差的仿真分析， 特别适用于高温环境下涡 轮叶片相邻热端部件反射影响的辐射测温误差 分析。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 115329500 A 2022.11.11 CN 115329500 A 1.一种基于有限元的涡轮叶片辐射测温误差仿真分析方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： 步骤1， 配置 Comsol Multiphysics软件环境； 步骤2， 构建涡轮叶片辐射测温误差几何模型； 步骤3， 依据仿真条件配置表面对表面辐射物理场； 步骤4， 对 几何模型进行网格划分， 直至进一步细化网格或时间步长不会实质性地改变 仿真输出； 步骤5， 配置求 解器并进行求 解计算， 生成模型辐射及温度分布图； 步骤6， 改变以下参数中的一项或多项以得到相关仿真结果并对仿真结果后处理， 所述 参数包括： 环境 温度Tamb， 周围热端部件温度To， 被测动叶温度Tblade， 叶片发射率 ε， 以及动叶 旋转角度 θ； 步骤7， 进行涡轮叶片辐射测温误差分析以确定误差状况。 2.根据权利要求1所述的基于有限元的涡轮叶片辐射测温误差仿真分析方法， 其特征 在于， 所述步骤1中包括： 建立三维空间维度， 选择辐 射节点下的表面对表面辐射物理场接 口， 并依次点选添加、 研究， 最后选择一般研究节点下的稳态研究， 点击 完成。 3.根据权利要求1所述的基于有限元的涡轮叶片辐射测温误差仿真分析方法， 其特征 在于， 所述步骤2中包括： 在参数节点下输入一个或多个待用参数， 以便对结果进 行后处理； 几何模型中包括位置关系相对固定的一片或多片动叶， 一片或多片前级导叶， 以及一片或 多片后级导叶。 4.根据权利要求1所述的基于有限元的涡轮叶片辐射测温误差仿真分析方法， 其特征 在于， 所述步骤3中包括： 对辐射属性的波长相关性进 行设置， 采用多光谱带， 并输入所需观 测波段； 添加并设置一个或多个漫反射表面， 选择辐射方向， 采用法向正方向， 选择对应边 界并输入对应温度、 环境温度、 环境辐射 率和表面发射 率。 5.根据权利要求1所述的基于有限元的涡轮叶片辐射测温误差仿真分析方法， 其特征 在于， 所述步骤5中包括： 添加参数化扫描， 扫描参数包括： 环 境温度， 周围热端部件温度， 叶 片发射率， 和动叶位置 。 6.根据权利要求1所述的基于有限元的涡轮叶片辐射测温误差仿真分析方法， 其特征 在于， 所述 步骤6中对仿真结果后处 理包括以下一项或多 项： (1)添加点探针或域 点探针监测被测叶片位置点温度； (2)添加待研究对象的数据 集， 在“结果”菜单栏点选相应绘图组， 包括一、 二、 三维绘图 组， 选择对应数据集， 绘制表面 参数， 所述 参数包括辐射、 温度、 角系数； (3)右键点选 “结果”节点下的“派生值”， 选择“平均值”节点下的“表面平均值 ”， 选择对 应数据集和表面并输入表达式， 点击 “计算”后右侧表格中出现对应参数的表达式的计算 值， 所述表达式包括系统自带的表达式或由黑体辐射定律反解出的温度表达式。 7.根据权利要求1所述的基于有限元的涡轮叶片辐射测温误差仿真分析方法， 其特征 在于， 所述步骤7中包括测温误差 公式： 其中Tm为由仿真得到的辐射反 解出的温度T， T的表达式为： 其中C1＝3.7418 ×10‑16W*m2， C2＝1.4388 ×10‑权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115329500 A 22m*K， λ为选 定波长， Bem为仿真得到的辐射， Δ λ为波长带宽， ε为被测叶片发射 率。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115329500 A 3