本发明涉及涡轮叶片设计领域，特别是涉及一种气冷涡轮叶片模拟件多学科融合试验分析方法、设备及介质。
背景技术：
1、在传统涡轮叶片设计中，一般遵循以下过程：先由总体性能部门定出叶片所要达到的性能指标，然后由结构设计部门进行设计，设计出达到气动性能要求的叶片后，移交强度计算部门进行强度校核，如合格，则叶片设计就告一段落，如不合格，则由设计部门重新进行设计，然后由强度部门进行计算，如此循环，达到要求为止。
2、可见，现有的研究方法为多学科分步完成工作，学科之间无法位于同一高度的交流平台，并且在真实叶片试车实验中，往往以整个叶片为实验对象，试验成本高、周期长、难以在设计源头实现性能的最优解。这样不仅仅周期长，而且也很难找到叶片最佳设计形状，也无法对叶片易发生失效位置进行局部优化，不符合现代航空发动机研制发展要求。在单一试验过程中涵盖传热-强度-材料-制造多学科命题的试验方案尚未建立，无法开展高通量的涡轮叶片结构设计与性能评估工作。
3、多学科融合是新的热点与增长点，但材料学科是典型的试验学科，与传统设计学科，如结构强度学、传热学等数字化模拟难以相融，多学科融合存在研究对象不清晰、研究方法不具体等关键难点，缺乏对多学科人才的培养模式。
技术实现思路
1、为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种气冷涡轮叶片模拟件多学科融合试验分析方法、设备及介质。
2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
3、一种气冷涡轮叶片模拟件多学科融合试验分析方法，所述方法包括：
4、识别气冷涡轮叶片试件目标位置的结构特征与服役条件；
5、将识别得到的气冷涡轮叶片目标位置的结构特征作为具有多学科科学属性的特征结构单元，将所述服役条件作为特征结构参数；多学科包括传热学、结构强度学和材料学；
6、构建所述特征结构单元的三维模型；
7、以所述特征结构参数为自变量，对所述特征结构单元的三维模型进行固-流-热-力耦合行为作用的有限元模拟分析，得到有限元模拟分析结果；所述有限元模拟分析结果包括：温度场计算结果和应力应变分布图；
8、基于所述有限元模拟分析结果得到多学科视角下综合性能最优的特征结构单元，将特征结构单元作为典型模拟件结构；
9、使用单晶定向生长技术，将典型模拟件结构制备为实体，以所述特征结构参数为试验参数，进行设定热场和载荷条件下的模拟服役损伤试验，对所述实体进行材料学微观组织观察，得到材料学微观组织观察结果；所述材料学微观组织观察结果包括背散射电子成像结果和扫描电子显微镜成像结果；
10、分析所述材料学微观组织观察结果得到热/力载荷条件，并将所述热/力载荷条件作为材料学理论，解释发生失效部位的微观机理，考察与有限元分析热-力场结果的异同性，完成气冷涡轮叶片模拟件的多学科融合试验与分析。
11、可选地，在以所述特征结构参数为试验参数，进行设定热场和载荷条件下的模拟服役损伤试验，对所述实体进行材料学微观组织观察，得到材料学微观组织观察结果的过程中，基于服役条件确定实体的测试环境，并基于所述测试环境选择进行模拟服役损伤试验的实验设备。
12、可选地，所述实验设备用于提供非稳态热流、热场的测试环境。
13、可选地，识别得到的气冷涡轮叶片试件的目标位置包含气冷涡轮叶片试件的应力集中点。
14、可选地，以所述特征结构参数为自变量，对所述特征结构单元的三维模型进行固-流-热-力耦合行为作用的有限元模拟分析，得到有限元模拟分析结果，具体包括：
15、将所述特征结构单元的三维模型导入fluent软件，规划固体域与流体域，划分符合模拟精度要求的网格，设置传热边界条件，利用cfx软件求解温度场分布，得到温度场计算结果；
16、将所述温度场计算结果输入至workbench软件中，划分力学网格，设置载荷边界条件，计算得到应力应变分布图，预测最易发生失效的位置并迭代优化；所述最易发生失效的位置为最小应力应变值对应的位置。
17、可选地，利用ansys有限元分析软件，构建所述特征结构单元的三维模型。
18、一种计算机设备，包括：存储器、处理器以存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现上述任一项所述的气冷涡轮叶片模拟件多学科融合试验分析方法的步骤。
19、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的气冷涡轮叶片模拟件多学科融合试验分析方法的步骤。
20、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
21、本发明设计同时涵盖了传热学、结构强度学、材料学等几个学科科学的集成化试验，采用有限元分析方法与材料试验相结合，开展多学科融合的融合试验与分析方法，实施集成化试验单元的测试，开展多学科融合研究，为燃气涡轮叶片等热端部件研发领域的多学科训练提供技术路径，能够支撑故障排查与性能评估，加速叶片结构多学科优化设计迭代，进而提高先进叶片设计效率。
1.一种气冷涡轮叶片模拟件多学科融合试验分析方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的气冷涡轮叶片模拟件多学科融合试验分析方法，其特征在于，在以所述特征结构参数为试验参数，进行设定热场和载荷条件下的模拟服役损伤试验，对所述实体进行材料学微观组织观察，得到材料学微观组织观察结果的过程中，基于服役条件确定实体的测试环境，并基于所述测试环境选择进行模拟服役损伤试验的实验设备。
3.根据权利要求2所述的气冷涡轮叶片模拟件多学科融合试验分析方法，其特征在于，所述实验设备用于提供非稳态热流、热场的测试环境。
4.根据权利要求1所述的气冷涡轮叶片模拟件多学科融合试验分析方法，其特征在于，识别得到的气冷涡轮叶片试件的目标位置包含气冷涡轮叶片试件的应力集中点。
5.根据权利要求1所述的气冷涡轮叶片模拟件多学科融合试验分析方法，其特征在于，以所述特征结构参数为自变量，对所述特征结构单元的三维模型进行固-流-热-力耦合行为作用的有限元模拟分析，得到有限元模拟分析结果，具体包括：
6.根据权利要求1所述的气冷涡轮叶片模拟件多学科融合试验分析方法，其特征在于，利用ansys有限元分析软件，构建所述特征结构单元的三维模型。
7.一种计算机设备，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-6中任一项所述气冷涡轮叶片模拟件多学科融合试验分析方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6中任一项所述气冷涡轮叶片模拟件多学科融合试验分析方法的步骤。
