近日,传热学研究领域的国际高水平期刊《International Communications in Heat and Mass Transfer》(JCRQ1TOP期刊,IF:6.6)在线刊载了我院机械224班本科生胡皓轩(已推免至苏州大学攻读硕士研究生)为第一作者,团队张璇(通讯作者)、倪忠进、余旻丰、吕艳为指导老师的最新研究成果“Leakage and rotordynamic characteristics of the bionic fish-scale-like hole-pattern damping seal”,该研究得到浙江省大学生科技创新活动计划(新苗人才计划)的支持。

本文针对传统蜂窝密封成本高、适应性差的问题,提出了一种仿生倒置鱼鳞结构的新型阻尼密封,通过其交错排列的几何特征有效降低了流动阻力,兼具优异的减漏与转子稳定性提升性能,为透平机械密封设计与技术提供了新思路。研究表明,仿鱼鳞型孔型阻尼密封在0.2–0.5 mm间隙内最大泄漏量较蜂窝密封降低14%,刚度提升122%。其中密封的仿鱼鳞孔口锐利出口角形成双涡结构抑制泄漏,倾斜射流冲击下游孔腔壁面产生的惯性效应与局部高压区形成了类流体动压效应,结合Lomakin效应和周向压力分布产生的气流力共同抵抗转子偏心位移,显著提升了密封刚度。该工作明确了该密封的减漏与稳化机制,为透平机械密封设计与技术的革新提供了理论基础与工程应用支撑。

图1仿鱼鳞型孔型阻尼密封参数定义体系及织构
本研究课题源自教师在本科课程《热力学基础与流体力学》授课期间,与学生开展的深度交流与思想研讨。依托课程交流,教师引导学生参与“新苗杯” 等科创竞赛,有效激发学生的科研兴趣。教师围绕文献研读、理论分析、方案设计、实验搭建与数据处理等核心环节,为学生提供系统化、阶梯式的科研训练指导。在此过程中,学生逐步掌握从问题提出、方案设计,到实验验证、论文撰写的全链条科研能力,并将阶段性研究成果凝练形成高水平学术论文。该论文成果,是学院持续推动本科生进课题组、参与科研项目,依托专业导师团队助力学生成长、培育本科生科研素养的重要实践成果,也充分体现出学院在推进科研创新、提升人才培养质量方面取得的显著成效。
该研究还得到国家自然科学基金(编号:52505217)、浙江省自然科学基金(编号:LQN25E050029, LMS25E050013),中国博士后面上基金(2024M762683等项目的资助。
论文链接: https://10.1016/j.icheatmasstransfer.2026.112570
(图文:张璇、胡皓轩;审核:姚立健;终审:陈培金)