[发明专利]轴流压气机叶型设计方法及轴流压气机叶型

说明书

本发明提供了一种轴流压气机叶型设计方法和轴流压气机叶型，所述轴流压气机叶型设计方法包括：设计叶型的前缘和所述叶型的尾缘；设计所述叶型的吸力面；设计所述叶型的压力面；保证所述连接点处的一阶导数连续；其中，所述连接点包括所述前缘与所述吸力面的连接点、所述前缘与所述压力面的连接点、所述吸力面与所述尾缘的连接点、所述压力面与所述尾缘的连接点。本发明提供的轴流压气机叶型设计方法，可以精确设计前缘为圆或椭圆的叶型；实现了叶型的局部修改，使得叶型设计空间进一步增加，增加了叶型设计的灵活性；所设计叶型表面曲率连续。此外可以采用本方法针对现有叶型进行拟合，分析其控制点的规律并建立几何数据库。

技术领域

本发明涉及轴流压气机技术领域，特别是涉及一种轴流压气机叶型设计方法及轴流压气机叶型。

背景技术

现有技术中，轴流压气机叶型的设计方式有弧线叠加厚度分布的设计方式。很多经典的叶型，例如美国的NACA65叶型、英国的C4叶型、前苏联的BC6叶型等，都是采用弧线叠加厚度分布的设计方式设计的。

在现有技术中，还可以基于已有叶型修改前缘吸力面侧和前缘压力面侧型线以及针对吸力面和压力面侧型线进行拟合。

采用现有技术中的设计方式设计出的轴流压气机叶型表面曲率，特别是压力面或吸力面与前缘连接点处的曲率，往往不连续。叶型表面曲率的不连续影响轴流压气机叶型的气动特性。

另外，轴流压气机叶型最大相对厚度的相对位置是影响叶型气动特性的重要参数，现有技术中的设计方法难以灵活调整叶型最大相对厚度的相对位置，因此，难以设计出最大相对厚度的最佳相对位置。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点和存在的问题，本发明的目的在于提供一种轴流压气机叶型设计方法及轴流压气机叶型，以提高轴流压气机叶型设计的灵活性以及提高叶型表面曲率的连续性。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供了一种轴流压气机叶型设计方法，包括：设计叶型的前缘和所述叶型的尾缘；设计所述叶型的吸力面；设计所述叶型的压力面；保证连接点处的一阶导数连续；其中，所述连接点包括所述前缘与所述吸力面的连接点、所述前缘与所述压力面的连接点、所述吸力面与所述尾缘的连接点、所述压力面与所述尾缘的连接点。

于本发明一实施例中，所述设计叶型的前缘和所述叶型的尾缘的步骤包括：计算所述前缘点坐标和所述尾缘点坐标；计算所述前缘半径和所述尾缘半径；计算所述前缘圆心坐标；计算所述前缘与所述吸力面的连接点；计算所述前缘与所述压力面的连接点；计算所述前缘点控制点；计算所述尾缘圆心坐标；计算所述吸力面与所述尾缘的连接点；计算所述压力面与所述尾缘的连接点。

于本发明一实施例中，所述吸力面包括若干个吸力面控制点；其中，处于所述吸力面和所述尾缘连接处的吸力面控制点为所述吸力面与所述尾缘的连接点，处于所述前缘和所述吸力面连接处的吸力面控制点为所述前缘与所述吸力面的连接点；所述设计所述叶型的吸力面的步骤包括：计算除所述吸力面与所述尾缘的连接点和所述前缘与所述吸力面的连接点之外的吸力面控制点。

于本发明一实施例中，所述吸力面控制点的个数为5～9个。

于本发明一实施例中，所述压力面包括若干个压力面控制点；其中，处于所述压力面和所述尾缘连接处的压力面控制点为所述压力面与所述尾缘的连接点，处于压力面与所述前缘连接处的压力面控制点为所述前缘与所述压力面的连接点；所述设计所述叶型的压力面的步骤包括：计算除所述压力面与所述尾缘的连接点和所述前缘与所述压力面的连接点之外的压力面控制点。

于本发明一实施例中，所述压力面控制点的个数为5～9个。

于本发明一实施例中，所述吸力面包括多个吸力面控制点，和/或所述压力面包括多个压力面控制点；所述轴流压气机叶型设计方法还包括：调整所述吸力面控制点的数目和/或所述压力面控制点的数目，以满足所述叶型的最大相对厚度以及所述最大相对厚度的相对位置要求。