近日，国家自然科学基金集中接收申请项目评审结果公布，工程力学系党支部书记虞跨海作为项目负责人获得面上项目资助，资助项目名称为：涡轮叶片涂层冷却通道细观耦合的微颗粒碰撞理论及其输运机制，项目资助号：12272125，直接费用：55万元，项目起止时间：2023年01月至2026年12月。

该项目为虞跨海主持的第4项国家自然科学基金资助项目，其青年科学基金项目1项，河南联合基金项目1项，面上项目2项。

项目摘要：

冷却通道壁面热腐蚀、颗粒侵蚀和沉积，导致涡轮叶片使用寿命和可靠性下降，甚至危及发动机服役安全。高温防护涂层能有效降低壁面温度，但涂层/壁面耦合影响的微颗粒碰撞沉积和输运机制认识不清，限制了冷却通道热防护和防侵蚀沉积设计技术发展。本项目在制备铝化物涂层镍基单晶合金试样基础上，通过表面观测重构基于统计特性的粗糙表面几何模型，结合微颗粒碰撞能量耗散模型，将微颗粒与涂层冷却通道碰撞分解为复合壁面宏观接触和表面细观接触两个尺度，建立多层复合粗糙壁面的微颗粒多尺度接触力学模型，阐明涂层冷却通道细观耦合的微颗粒碰撞机制，并开展实验验证；建立融合微颗粒-涂层壁面多尺度碰撞理论的气-粒两相流动计算框架，初步阐明涂层影响的典型冷却通道微颗粒气-粒两相输运机制。本项目研究可以为冷却通道结构和高温防护涂层设计奠定理论基础，提高航空发动机颗粒环境适应性，丰富我国航空发动机自主创新基础研究体系。