① 课题来源与背景； 课题来源：地方计划； 课题来源单位：广东省科学技术厅 课题名称及编号：广东省自然科学基金--涡轮叶片微类桁架填充内冷通道的流动及传热机理研究（2018A030313183） 背景：面向3D打印技术的涡轮叶片开展新型微类桁架组合结构的冷却机理及创新造型设计方法研究 。

    ② 研究目的与意义； 研究目标:获得了涡轮叶片模化工况下典型微类桁架填充内冷通道内的流动与传热特性各影响参数的响应机制及其实验关联式；建立了一个基于实验数据的准确可靠模拟各种形态微类桁架填充内冷通道的流动与传热耦合的数值模拟方法, 深入揭示了各种形态微类桁架填充内冷通道的不同流态、结构参数及通道壁面传热特性的内在关联规律；构建了结构、流动、传热集成约束下的微类桁架构型优化设计方法，获得了通道壁面冷效高与内部流阻小的最佳微类桁架结构和该结构下实现高效均匀冷却的点阵组合形式。 研究意义：本课题为面向3D打印技术下设计高温涡轮叶片问题，有望大力推动下一代高性能燃气轮机的发展，实现先进制造技术下燃气轮机涡轮叶片研制技术的突破。

    ③ 主要论点与论据； 主要论点：本项目利用实验和数值模拟相结合的方法，以某重型燃气轮机高温涡轮第一级导叶为研究母型，研究了涡轮叶片模化工况下微类桁架填充内冷通道的冷却机理及其构型优化设计方法。 论据：该项目公开发表研究论文 10 篇，其中 SCI/EI 期刊论文 7 篇；申请/授予的国家发明专利 4 项，已授权 3项。

    ④创见与创新； 本研究在同领域处于追赶国外先进、国内一流的水平。创新之处如下： （1）本课题首次提出采用前沿的轻质多功能结构来替代涡轮叶片内冷通道中传统的带肋肋片，希望就这一类结构的涡轮叶片应用基础问题进行深入研究，对设计安全、可靠、高效的高温涡轮叶片将具有重要的借鉴意义。 （2）通过本课题的研究，既可以加深金属轻质多功能结构内流动及换热现象的认识，也可以为工程实践提供更为丰富的基础性研究数据，从而扩展性能优异轻质多功能结构的工程应用场合。 （3）本课题的有力推进，为面向增材制造的涡轮叶片多功能一体化设计提供了新的理论、方法与工具。

     ⑤社会经济效益，存在的问题； 目前已初步应用于400MW燃气轮机的设计。相关研究成果（尤其是国家发明专利）也可迅速完成技术成果转化，服务于行业发展，提升我国重型燃气轮机的设计水平。 本项目力争为国家开展的“两机”工程培养发动机传热和冷却技术方面的人才。已毕业博士研究生 1 名，硕士研究生 2 名。 存在的问题：目前的多学科结构优化方法只针对涡轮叶片内冷通道进行了较为系统的试验和理论研究，在走向应用必须针对具体涡轮叶片或换热装置进行更为深入的研究。由此期待项目后续研究得到进一步的支持。

    ⑥历年获奖情况； 暂无。