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摘要：采用基于非線性Darcian多孔介質模型的三維RANS方程耦合有限元分析接觸模型的數值方法,建立了考慮泄漏流氣動力、刷絲間摩擦力以及刷絲與前后夾板間相互作用的刷絲變形預測模型,并對比分析了3種后夾板結構對刷式密封泄漏特性、力學特性和傳熱特性的影響。所建模型可為刷式密封剛化效應、摩擦熱效應的研究以及先進刷式密封的設計提供一定的技術支撐。數值計算得到的刷式密封泄漏量與實驗測量數據吻合良好,驗證了數值方法的可靠性。研究結果表明:相比于典型后夾板結構的刷式密封,后夾板環形槽結構對泄漏量及壓力分布影響較小;刷絲束所受到的軸向氣動力隨著壓比的增大近似呈線性增大;后夾板環形槽增加了下游刷絲束的壓力,減小了刷絲軸向變形量,可有效防止刷絲發生剛化效應,降低泄漏氣流對刷絲束造成的擾動;刷式密封高溫區出現在刷絲束與轉子表面接觸處,后夾板環形槽結構可有效改善刷絲束與轉子內部的溫度分布。