基于欧拉-拉格朗日解基本思想,在模拟计算了双级跨音速燃气透平三元粘性湍流场基础上,采用颗粒随机轨道模型和PSIC[1]法求解了低颗粒浓度气固双向耦合后两种不同密度的分布直径颗粒的运动轨迹,并据此计算了叶片的冲蚀率,其分布规律与实物叶片的冲蚀情况比较接近.然后利用所建立的叶片冲蚀率与叶片振频的相互关系,预估了叶片振频因冲蚀而随时间发生的变化,为探索叶片冲蚀对振频的影响作了有益的尝试.

求解了某双级跨音速燃气透平的全三元粘性湍流流场,计算结果表明用基于有限体积法的数值模拟方法求解多级跨音速透平粘性含激波流场结果合理,数值计算具有较高的效率.在分析了各排叶片叶型的主要气动特性基础上,认为该透平总体承载能力比较合理.

本文在含尘流透平叶片流道内气固两相流动数值模拟的基础上，发展了叶片冲蚀的数值分析方法，提出了便于工程应用的有限区域内质量加权、面积平均的冲蚀率统计分布计算方法，对建造中的江苏徐州贾旺增压流化床联合循环中试电站燃气轮机叶片冲蚀问题进行了数值模拟，给出了计算结果的数据图象资料，就叶片冲蚀状况进行了分析。

在自行研制风洞中先后对应用较广的MCrAlY叶片涂层和2Cr12Mo-5叶片合金、钢丸表面强化试件在不同气流速度、颗粒冲角、颗粒性状、颗粒粒度的条件下进行了气动冲蚀试验.试验结果表明,无论是涂层还是合金,冲蚀率均随冲蚀颗粒的累积质量呈线性变化;由对比可知,其它条件相同的情况下,涂层在广泛的冲角范围内较合金的冲蚀率更小,表面的"烧结"特征,能减小叶片的冲蚀率;表面呈多棱的石英砂颗粒对试件的冲蚀程度强于带突圆球状的催化剂颗粒;在该试验范围内,相同材质的颗粒,粒度愈大,对试件的冲蚀率愈大;钢丸表面强化工艺兼有防冲蚀的能力.试验结果将为优化叶片选材、简化叶片维修技术、降低叶片维修成本提供有益的参考.