CN115510713A - 汽轮机超低负荷叶片动应力三维计算***及其计算方法 - Google Patents

汽轮机超低负荷叶片动应力三维计算***及其计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及汽轮机超低负荷叶片动应力三维计算***及其计算方法，属于叶片动应力预测技术领域。解决的是超低负荷工况下的叶片动应力计算的问题。包括热力边界计算模块、叶片三维流场计算模块、叶片有限元计算模块和叶片动应力计算模块；热力边界计算模块：用于获得叶片进出口流量、总焓、压力的热力数据，为叶片三维流场计算提供热力边界；叶片三维流场计算模块：用于获得叶片稳态、瞬态流场计算结果，为叶片结构场静应力和动应力计算提供输入数据；叶片有限元计算模块：用于获得叶片静应力、共振频率的计算结果，为叶片动应力计算提供输入数据；叶片动应力计算模块：用于获得叶片动应力计算结果，为叶片动应力考核模块提供数据。

Description

汽轮机超低负荷叶片动应力三维计算***及其计算方法
技术领域
本发明涉及汽轮机超低负荷叶片动应力计算***及其计算方法，属于叶片动应力预测技术领域。
背景技术
全球能源格局正在由依赖传统化石能源向增加、推广清洁高效能源的方向发展。风电、光电等为代表的新能源有利于减碳，但易受自然环境等因素影响，具有明显的波动、间歇、不稳定等属性。国内外实践证明，新能源大幅增长的同时必需增强与之协同且匹配的灵活、稳定、可调度电源作为支撑。中国的能源资源禀赋决定了安全可靠的燃煤电站将在相当长的时间内发挥关键作用。本着“兜底保供”这一原则，攻克电站主设备全工况灵活性运行关键技术难题势在必行。
国内外相关企业大量的技术开发和工程实践表明，当代大型汽轮机全工况灵活运行的关键技术应聚焦在低压通流部分，特别是末级长叶片，其开发和研制水平是综合技术能力的重要标志。机组长期低负荷、变工况运行，低压模块中的长叶片将不可避免地伴随涡流激振响应，导致叶片动应力存在波动、高值区域难以确定。而叶片动应力试验测试成本高昂，且试验条件苛刻，很难实现，不利于汽轮机长叶片超低负荷运行安全性的考核和评估。为此，需要提出一种适用于汽轮机超低负荷运行工况下的叶片动应力计算方法，为叶片动应力评价提供技术手段。
目前行业内叶片动应力三维仿真计算和考核方法主要针对叶片谐波振动，激振因子与谐波数相关。对于超低负荷、紊乱流场下的叶片振动特征，通常属于涡流效应引起的随机振动，与谐波振动无关，应从流场特征入手，提取和分析激振力，从而用于叶片动应力的计算。但目前尚缺少有效的、针对于超低负荷工况的叶片动应力计算方法。
基于上述问题，亟需提出汽轮机超低负荷叶片动应力三维计算***及其计算方法，以解决上述技术问题。
发明内容
本发明提供一种汽轮机超低负荷叶片动应力三维计算方法，本发明研发解决的是超低负荷工况下的叶片动应力计算的问题。在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。
本发明的技术方案：
汽轮机超低负荷叶片动应力三维计算***，包括热力边界计算模块、叶片三维流场计算模块、叶片有限元计算模块和叶片动应力计算模块；
热力边界计算模块：用于获得叶片进出口流量、总焓、压力的热力数据，为叶片三维流场计算提供热力边界；
叶片三维流场计算模块：用于获得叶片稳态、瞬态流场计算结果，为叶片结构场静应力和动应力计算提供输入数据；
叶片三维流场计算模块包括：叶片流场计算域建模模块、稳态流场计算模块和瞬态流场计算模块；
叶片有限元计算模块：用于获得叶片静应力、共振频率的计算结果，为叶片动应力计算提供输入数据；
叶片有限元计算模块包括：叶片结构场计算域建模模块、叶片静应力计算模块和叶片共振频率计算模块；
叶片动应力计算模块：用于获得叶片动应力计算结果，为叶片动应力考核模块提供数据。
优选的：还包括叶片动应力考核模块：用于评估和考核叶片动应力安全性，指导叶片优化设计。
汽轮机超低负荷叶片动应力三维计算方法，包括以下步骤：
步骤一：热力边界计算；采用热力边界计算模块模块，针对目标叶片，采用热力计算程序获得汽轮机不同负荷条件下的叶片热力边界，提取叶片入口流量、总焓值、出口压力和温度值，作为叶片三维流场计算的输入边界；
步骤二：叶片三维流场计算；采用叶片三维流场计算模块，首先采用叶片流场计算域建模模块进行叶片流场计算域建模，再次采用稳态流场计算模块进行叶片流场稳态计算，最后采用瞬态流场计算模块进行叶片流场瞬态计算；
步骤三：叶片有限元计算；采用叶片有限元计算模块，首先采用叶片结构场计算域建模模块进行叶片结构场计算域建模，再次采用叶片静应力计算模块进行叶片静应力计算，最后采用叶片共振频率计算模块进行叶片共振频率计算；
步骤四：叶片动应力计算，采用叶片动应力计算模块。
优选的：叶片热力边界包括5％、10％、15％、20％、25％、30％的典型超低负荷工况点。
优选的：步骤二中，叶片流场计算域建模：采用CFD计算软件，建立叶片三维流场计算域模型，对叶片进行网格划分，网格节点数量满足网格无关性要求，计算域以静叶片入口为计算域进口，给定进口流量和总焓值，以动叶片出口为计算域出口，给定出口压力和温度；静叶计算域为静止，动叶计算域为旋转，旋转速度为汽轮机工作转速，采用循环对称法模拟，计算域工质采用水蒸汽；
叶片流场稳态计算，采用稳态CFD计算模式，获得叶片热力边界的叶片流场稳态结果，掌握流场分离、脱流的分布特征，并将稳态CFD计算的结果文件作为瞬态流场计算的输入文件，将稳态CFD计算的叶片表面压力数据作为结构场有限元静应力计算的输入文件；
叶片流场瞬态计算，采用瞬态CFD计算模式，瞬态计算过程中对叶片表面蒸汽压力进行统计学参数计算，获得叶片热力边界的叶片流场瞬态结果，提取叶片表面各个节点的蒸汽压力的均方差值，编制动应力计算模块的激振力输入文件，激振力输入文件格式为csv格式，共计四列数据，前三列为节点在x、y、z三个方向的坐标，第四列为蒸汽压力均方差值。
优选的：步骤三中，叶片结构场计算域建模：采用有限元计算软件，建立叶片结构场模型，叶片结构场模型包括叶片和轮槽，叶根与轮槽连接，对叶片结构场模型进行网格划分，计算域包括叶片全部结构特点，其结构特点包括叶片端部的围带、叶片中部的拉筋、叶片的叶身和叶片端部的叶根，相邻围带之间、拉筋之间设置摩擦接触；叶根和轮槽之间设置摩擦基础，采用循环对称法模拟，轮槽为固定约束，动叶片和轮槽旋转速度为汽轮机工作转速，模拟离心力作用；
叶片静应力计算：基于叶片结构场模型，将稳态流场计算模块的叶片流场稳态计算的叶片表面压力结果作为静应力计算输入文件，模拟蒸汽力作用，计算叶片静应力，获得叶片静应力分布特征，将静应力计算结果作为叶片动应力考核模块的输入数据；
叶片共振频率计算：基于叶片结构场模型，计算叶片共振频率，获得汽轮机工作转速下前2阶的叶片共振频率，将共振频率结果作为叶片动应力计算模块的输入。
优选的：叶片结构场计算域建模：对叶片结构场模型进行网格划分时，在动叶片倒圆、动叶片进出汽倒圆、轮槽倒圆处加密网格。
优选的：步骤四中，基于叶片结构场模型，以瞬态流场计算模块的瞬态流场计算的叶片表面压力均方差作为激振力输入文件，以叶片共振频率计算模块的叶片共振频率计算所计算出的与工作转速距离最近的共振模态对应的共振频率作为输入文件，计算叶片动应力，获得叶片动应力分布特征，将动应力计算结果作为叶片动应力考核模块的输入数据。
优选的：还包括步骤五：叶片动应力考核，采用叶片动应力考核模块。
优选的：步骤五中，编制叶片动应力考核表；
所述考核表第二列“叶高”，指的是叶片的叶身高度，单位mm；所述考核表第三列“工况”，指的是所计算的超低负荷工况点；所述考核表中给出的“考核位置”，考核位置分为叶身考核和叶根考核两类，所述叶身考核分为考核位置A、考核位置B，所述叶根考核分为考核位置C、考核位置D；
所述考核表中给出的动应力许用值，指的是叶片动应力满足设计安全要求的最大值；
所述动应力许用值获得过程为：基于叶片材料的GOODMAN试验曲线，以静应力数据为输入，查询材料的耐振强度，以制造厂规定的安全系数为准则，计算动应力许用值；
所述动应力许用值采用以下公式计算：动应力许用值＝耐振强度/安全系数；
叶片动应力评估安全准则为：叶身和叶根考核位置的动应力≤动应力许用值，当考核不合格时，需要增加叶片阻尼、叶片刚性或提升叶片材料等级方式对叶片进行优化设计，确保叶片动应力考核合格。
本发明具有以下有益效果：
本发明适用于超低负荷、紊乱流场下的叶片振动特征，通常属于涡流效应引起的随机振动，从流场特征入手，提取和分析激振力，从而实现叶片动应力的计算。
本发明通过提取流场脉动压力作为激振力，用于叶片动应力计算，相比当前双向流固耦合计算方法，能够显著减少对计算机资源的依赖，降低计算时间，适用于工程应用。
本发明已通过叶片动应力试验验证了算法有效性，本发明的计算值与试验值偏差约13.6％，满足工程应用要求。
附图说明
图1是一种汽轮机超低负荷叶片动应力三维计算方法的框架图；
图2是叶片流场计算域建模示意图；
图3是低负荷工况叶片稳态流场计算结果(以15％为例)；
图4是叶片结构示意图。
图中：1-静叶片，2-动叶片，3-静叶片入口，4-动叶片出口，5-轮槽，6-叶根，7-拉筋，8-围带。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
本发明所提到的连接分为固定连接和可拆卸连接，所述固定连接即为不可拆卸连接包括但不限于折边连接、铆钉连接、粘结连接和焊接连接等常规固定连接方式，所述可拆卸连接包括但不限于螺纹连接、卡扣连接、销钉连接和铰链连接等常规拆卸方式，未明确限定具体连接方式时，默认为总能在现有连接方式中找到至少一种连接方式能够实现该功能，本领域技术人员可根据需要自行选择。例如：固定连接选择焊接连接，可拆卸连接选择铰链连接。
具体实施方式一：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式的汽轮机超低负荷叶片动应力三维计算***，包括热力边界计算模块、叶片三维流场计算模块、叶片有限元计算模块和叶片动应力计算模块；
热力边界计算模块：用于获得叶片进出口流量、总焓、压力的热力数据，为叶片三维流场计算提供热力边界；
叶片三维流场计算模块：用于获得叶片稳态、瞬态流场计算结果，为叶片结构场静应力和动应力计算提供输入数据；
叶片三维流场计算模块包括：叶片流场计算域建模模块2.1、稳态流场计算模块2.2和瞬态流场计算模块2.3；
叶片有限元计算模块：用于获得叶片静应力、共振频率的计算结果，为叶片动应力计算提供输入数据；
叶片有限元计算模块包括：叶片结构场计算域建模模块3.1、叶片静应力计算模块3.2和叶片共振频率计算模块3.3；
叶片动应力计算模块：用于获得叶片动应力计算结果，为叶片动应力考核模块提供数据；
还包括叶片动应力考核模块：用于评估和考核叶片动应力安全性，指导叶片优化设计。
具体实施方式二：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式的一种汽轮机超低负荷叶片动应力三维计算方法，包括热力边界计算模块、叶片三维流场计算模块、叶片有限元计算模块和叶片动应力计算模块；
热力边界计算模块：用于获得叶片进出口流量、总焓、压力的热力数据，为叶片三维流场计算提供热力边界；
叶片三维流场计算模块：用于获得叶片稳态、瞬态流场计算结果，为叶片结构场静应力和动应力计算提供输入数据；
叶片三维流场计算模块包括：叶片流场计算域建模模块2.1、稳态流场计算模块2.2和瞬态流场计算模块2.3；
叶片有限元计算模块：用于获得叶片静应力、共振频率的计算结果，为叶片动应力计算提供输入数据；
叶片有限元计算模块包括：叶片结构场计算域建模模块3.1、叶片静应力计算模块3.2和叶片共振频率计算模块3.3；
叶片动应力计算模块：用于获得叶片动应力计算结果，为叶片动应力考核模块提供数据；
还包括叶片动应力考核模块：用于评估和考核叶片动应力安全性，指导叶片优化设计；
包括以下步骤：
步骤一：结合图1，热力边界计算；采用热力边界计算模块模块，针对目标叶片，采用热力计算程序获得汽轮机不同负荷条件下的叶片热力边界，提取叶片入口流量、总焓值、出口压力和温度值，作为叶片三维流场计算的输入边界；
叶片热力边界包括5％、10％、15％、20％、25％、30％等典型超低负荷工况点；
步骤二：叶片三维流场计算；采用叶片三维流场计算模块，首先采用叶片流场计算域建模模块2.1进行叶片流场计算域建模，再次采用稳态流场计算模块2.2进行叶片流场稳态计算，最后采用瞬态流场计算模块2.3进行叶片流场瞬态计算；
结合图2，步骤二中，叶片流场计算域建模：采用CFD计算软件，建立叶片三维流场计算域模型，叶片由静叶片1和动叶片2组成，静叶片1与动叶片2连通，静叶片侧具有静叶片入口3，动叶片侧具有动叶片出口4，对叶片进行网格划分，网格节点数量满足网格无关性要求，计算域以静叶片入口为计算域进口，给定进口流量和总焓值，以动叶片出口为计算域出口，给定出口压力和温度；静叶计算域为静止，动叶计算域为旋转，旋转速度为汽轮机工作转速(3000r/mim)，采用循环对称法模拟，循环对称边界可由CFD计算软件自动生成，计算域工质采用水蒸汽，水蒸汽物性数据源于NIST库，可由CFD计算软件调用；
结合图3，叶片流场稳态计算，采用稳态CFD计算模式，获得叶片热力边界的叶片流场稳态结果，掌握流场分离、脱流的分布特征，并将稳态CFD计算的结果文件作为瞬态流场计算的输入文件，将稳态CFD计算的叶片表面压力数据作为结构场有限元静应力计算的输入文件；
叶片流场瞬态计算，采用瞬态CFD计算模式，瞬态计算过程中对叶片表面蒸汽压力进行统计学参数计算，统计学参数包括计算周期内的压力平均值、均方差值、最大值、最小值，获得叶片热力边界的叶片流场瞬态结果，提取叶片表面各个节点的蒸汽压力的均方差值，编制动应力计算模块的激振力输入文件，激振力输入文件格式为csv格式，共计四列数据，前三列为节点在x、y、z三个方向的坐标，第四列为蒸汽压力均方差值；
结合图4，步骤三：叶片有限元计算；采用叶片有限元计算模块，首先采用叶片结构场计算域建模模块3.1进行叶片结构场计算域建模，再次采用叶片静应力计算模块3.2进行叶片静应力计算，最后采用叶片共振频率计算模块3.3进行叶片共振频率计算；
步骤三中，叶片结构场计算域建模：采用有限元计算软件，建立叶片结构场模型，叶片结构场模型包括叶片和轮槽5，叶根6与轮槽5连接，对叶片结构场模型进行网格划分，计算域包括叶片全部结构特点，其结构特点包括叶片端部的围带8、叶片中部的拉筋7、叶片的叶身和叶片端部的叶根6，相邻围带8之间、拉筋7之间设置摩擦接触，摩擦系数0.2；叶根6和轮槽5之间设置摩擦基础，摩擦系数0.25，采用循环对称法模拟，循环对称边界通常为围带和轮槽的周期面，轮槽为固定约束，动叶片和轮槽旋转速度为汽轮机工作转速(3000r/mim)，模拟离心力作用，动叶片和轮槽材料源于材料试验数据，主要包括弹性模量、泊松比、密度；
叶片结构场计算域建模：对叶片结构场模型进行网格划分时，在动叶片倒圆、动叶片进出汽倒圆、轮槽倒圆处加密网格，确保计算精度；
叶片静应力计算：基于叶片结构场模型，将稳态流场计算模块2.2的叶片流场稳态计算的叶片表面压力结果作为静应力计算输入文件，模拟蒸汽力作用，计算叶片静应力，获得叶片静应力分布特征，将静应力计算结果作为叶片动应力考核模块的输入数据；
叶片共振频率计算：基于叶片结构场模型，计算叶片共振频率，获得汽轮机工作转速(3000r/mim)下前2阶的叶片共振频率，将共振频率结果作为叶片动应力计算模块的输入；
步骤四：叶片动应力计算，采用叶片动应力计算模块；
步骤四中，基于叶片结构场模型，以瞬态流场计算模块2.3的瞬态流场计算的叶片表面压力均方差作为激振力输入文件，以叶片共振频率计算模块3.3的叶片共振频率计算所计算出的与工作转速(3000r/min)距离最近的共振模态对应的共振频率作为输入文件，计算叶片动应力，获得叶片动应力分布特征，将动应力计算结果作为叶片动应力考核模块的输入数据；
还包括步骤五：叶片动应力考核(监测)，采用叶片动应力考核模块；
步骤五中，编制叶片动应力考核表,如表1所示：
表1叶片动应力考核表
Figure BDA0003872268990000081
所述考核表第二列“叶高”，指的是叶片的叶身高度，单位mm；所述考核表第三列“工况”，指的是所计算的超低负荷工况点；所述考核表中给出的“考核位置”，考核位置分为叶身考核和叶根考核两类，所述叶身考核分为考核位置A、考核位置B，所述叶根考核分为考核位置C、考核位置D；
所述考核位置A，指的是叶身静应力峰值位置；静应力峰值从叶片静应力计算模块3.2的叶片静应力计算提取；动应力值包括1阶共振考核点和2阶共振考核点；所述共振考核点，指的是叶片共振频率计算模块3.3的叶片共振频率计算所计算出的距离工作转速(3000r/min)距离最近的共振模态；1阶共振考核点和2阶共振考核点的动应力值从叶片动应力计算中提取；
所述考核位置B，指的是叶身动应力峰值位置；所述动应力峰值位置包括1阶共振考核点和2阶共振考核点；所述共振考核点，指的是叶片共振频率计算模块3.3的叶片共振频率计算所计算出的距离工作转速(3000r/min)距离最近的共振模态；1阶共振考核点和2阶共振考核点的动应力峰值从叶片动应力计算中提取；1阶和2阶的静应力值从叶片静应力计算模块3.2的叶片静应力计算提取。
所述考核位置C，指的是叶根静应力峰值位置；静应力峰值从叶片静应力计算模块3.2的中叶片静应力计算提取；动应力值包括1阶共振考核点和2阶共振考核点；所述共振考核点，指的是叶片共振频率计算模块3.3的叶片共振频率计算模块所计算出的距离工作转速(3000r/min)距离最近的共振模态；1阶共振考核点和2阶共振考核点的动应力值叶片动应力计算模块中提取；
所述考核位置D，指的是叶根动应力峰值位置；所述动应力峰值位置包括1阶共振考核点和2阶共振考核点；所述共振考核点，指的是叶片共振频率计算模块3.3的叶片共振频率计算所计算出的距离工作转速(3000r/min)距离最近的共振模态；1阶共振考核点和2阶共振考核点的动应力峰值从叶片动应力计算模块中提取；1阶和2阶的静应力值从叶片静应力计算模块3.2的叶片静应力计算模块提取；
所述考核表中给出的动应力许用值，指的是叶片动应力满足设计安全要求的最大值；
所述动应力许用值获得过程为：基于叶片材料的GOODMAN试验曲线，以静应力数据为输入，查询材料的耐振强度，以制造厂规定的安全系数为准则，计算动应力许用值；
所述动应力许用值采用以下公式计算：动应力许用值＝耐振强度/安全系数；
叶片动应力评估安全准则为：叶身和叶根考核位置的动应力≤动应力许用值，当考核不合格时，需要增加叶片阻尼、叶片刚性或提升叶片材料等级等方式对叶片进行优化设计，确保叶片动应力考核合格；
本发明适用于汽轮机超低负荷运行工况下的叶片动应力计算，为叶片动应力预测和考核提供技术手段。
需要说明的是，在以上实施例中，只要不矛盾的技术方案都能够进行排列组合，本领域技术人员能够根据排列组合的数学知识穷尽所有可能，因此本发明不再对排列组合后的技术方案进行一一说明，但应该理解为排列组合后的技术方案已经被本发明所公开。
本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。

Claims (10)

1.汽轮机超低负荷叶片动应力三维计算***，其特征在于：包括热力边界计算模块、叶片三维流场计算模块、叶片有限元计算模块和叶片动应力计算模块；
热力边界计算模块：用于获得叶片进出口流量、总焓、压力的热力数据，为叶片三维流场计算提供热力边界；
叶片三维流场计算模块：用于获得叶片稳态、瞬态流场计算结果，为叶片结构场静应力和动应力计算提供输入数据；
叶片三维流场计算模块包括：叶片流场计算域建模模块(2.1)、稳态流场计算模块(2.2)和瞬态流场计算模块(2.3)；
叶片有限元计算模块：用于获得叶片静应力、共振频率的计算结果，为叶片动应力计算提供输入数据；
叶片有限元计算模块包括：叶片结构场计算域建模模块(3.1)、叶片静应力计算模块(3.2)和叶片共振频率计算模块(3.3)；
叶片动应力计算模块：用于获得叶片动应力计算结果，为叶片动应力考核模块提供数据。
2.根据权利要求1所述的汽轮机超低负荷叶片动应力三维计算***，其特征在于：还包括叶片动应力考核模块：用于评估和考核叶片动应力安全性，指导叶片优化设计。
3.汽轮机超低负荷叶片动应力三维计算方法，其特征在于：采用权利要求2所述的汽轮机超低负荷叶片动应力三维计算***，包括以下步骤：
步骤一：热力边界计算；采用热力边界计算模块模块，针对目标叶片，采用热力计算程序获得汽轮机不同负荷条件下的叶片热力边界，提取叶片入口流量、总焓值、出口压力和温度值，作为叶片三维流场计算的输入边界；
步骤二：叶片三维流场计算；采用叶片三维流场计算模块，首先采用叶片流场计算域建模模块(2.1)进行叶片流场计算域建模，再次采用稳态流场计算模块(2.2)进行叶片流场稳态计算，最后采用瞬态流场计算模块(2.3)进行叶片流场瞬态计算；
步骤三：叶片有限元计算；采用叶片有限元计算模块，首先采用叶片结构场计算域建模模块(3.1)进行叶片结构场计算域建模，再次采用叶片静应力计算模块(3.2)进行叶片静应力计算，最后采用叶片共振频率计算模块(3.3)进行叶片共振频率计算；
步骤四：叶片动应力计算，采用叶片动应力计算模块。
4.根据权利要求2所述的汽轮机超低负荷叶片动应力三维计算方法，其特征在于：叶片热力边界包括5％、10％、15％、20％、25％、30％的典型超低负荷工况点。
5.根据权利要求4所述的汽轮机超低负荷叶片动应力三维计算方法，其特征在于：步骤二中，叶片流场计算域建模：采用CFD计算软件，建立叶片三维流场计算域模型，对叶片进行网格划分，网格节点数量满足网格无关性要求，计算域以静叶片入口为计算域进口，给定进口流量和总焓值，以动叶片出口为计算域出口，给定出口压力和温度；静叶计算域为静止，动叶计算域为旋转，旋转速度为汽轮机工作转速，采用循环对称法模拟，计算域工质采用水蒸汽；
叶片流场稳态计算，采用稳态CFD计算模式，获得叶片热力边界的叶片流场稳态结果，掌握流场分离、脱流的分布特征，并将稳态CFD计算的结果文件作为瞬态流场计算的输入文件，将稳态CFD计算的叶片表面压力数据作为结构场有限元静应力计算的输入文件；
叶片流场瞬态计算，采用瞬态CFD计算模式，瞬态计算过程中对叶片表面蒸汽压力进行统计学参数计算，获得叶片热力边界的叶片流场瞬态结果，提取叶片表面各个节点的蒸汽压力的均方差值，编制动应力计算模块的激振力输入文件，激振力输入文件格式为csv格式，共计四列数据，前三列为节点在x、y、z三个方向的坐标，第四列为蒸汽压力均方差值。
6.根据权利要求5所述的汽轮机超低负荷叶片动应力三维计算方法，其特征在于：步骤三中，叶片结构场计算域建模：采用有限元计算软件，建立叶片结构场模型，叶片结构场模型包括叶片和轮槽(5)，叶根(6)与轮槽(5)连接，对叶片结构场模型进行网格划分，计算域包括叶片全部结构特点，其结构特点包括叶片端部的围带(8)、叶片中部的拉筋(7)、叶片的叶身和叶片端部的叶根(6)，相邻围带(8)之间、拉筋(7)之间设置摩擦接触；叶根(6)和轮槽(5)之间设置摩擦基础，采用循环对称法模拟，轮槽为固定约束，动叶片和轮槽旋转速度为汽轮机工作转速，模拟离心力作用；
叶片静应力计算：基于叶片结构场模型，将稳态流场计算模块(2.2)的叶片流场稳态计算的叶片表面压力结果作为静应力计算输入文件，模拟蒸汽力作用，计算叶片静应力，获得叶片静应力分布特征，将静应力计算结果作为叶片动应力考核模块的输入数据；
叶片共振频率计算：基于叶片结构场模型，计算叶片共振频率，获得汽轮机工作转速下前2阶的叶片共振频率，将共振频率结果作为叶片动应力计算模块的输入。
7.根据权利要求6所述的汽轮机超低负荷叶片动应力三维计算方法，其特征在于：叶片结构场计算域建模：对叶片结构场模型进行网格划分时，在动叶片倒圆、动叶片进出汽倒圆、轮槽倒圆处加密网格。
8.根据权利要求6所述的汽轮机超低负荷叶片动应力三维计算方法，其特征在于：步骤四中，基于叶片结构场模型，以瞬态流场计算模块(2.3)的瞬态流场计算的叶片表面压力均方差作为激振力输入文件，以叶片共振频率计算模块(3.3)的叶片共振频率计算所计算出的与工作转速距离最近的共振模态对应的共振频率作为输入文件，计算叶片动应力，获得叶片动应力分布特征，将动应力计算结果作为叶片动应力考核模块的输入数据。
9.根据权利要求8所述的汽轮机超低负荷叶片动应力三维计算方法，其特征在于：还包括步骤五：叶片动应力考核，采用叶片动应力考核模块。
10.根据权利要求9所述的汽轮机超低负荷叶片动应力三维计算方法，其特征在于：步骤五中，编制叶片动应力考核表；
所述考核表第二列“叶高”，指的是叶片的叶身高度，单位mm；所述考核表第三列“工况”，指的是所计算的超低负荷工况点；所述考核表中给出的“考核位置”，考核位置分为叶身考核和叶根考核两类，所述叶身考核分为考核位置A、考核位置B，所述叶根考核分为考核位置C、考核位置D；
所述考核表中给出的动应力许用值，指的是叶片动应力满足设计安全要求的最大值；
所述动应力许用值获得过程为：基于叶片材料的GOODMAN试验曲线，以静应力数据为输入，查询材料的耐振强度，以制造厂规定的安全系数为准则，计算动应力许用值；
所述动应力许用值采用以下公式计算：动应力许用值＝耐振强度/安全系数；
叶片动应力评估安全准则为：叶身和叶根考核位置的动应力≤动应力许用值，当考核不合格时，需要增加叶片阻尼、叶片刚性或提升叶片材料等级方式对叶片进行优化设计，确保叶片动应力考核合格。
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