[发明专利]一种基于离心叶轮中间面曲线的可变自由曲面叶片生成方法

权利要求书

1.一种基于离心叶轮中间面曲线的可变自由曲面叶片生成方法，其特征在于，该方法基于离心压缩机叶轮单个自由曲面叶片中间面若干曲线坐标点，采用三次均匀B样条加密技术对原始曲线坐标点进行双方向加密形成空间网格面节点；以此网格面节点为基准进行正负法向加厚形成初始叶身网格面；在初始叶身网格面进、出口端采用空间矢量相加法则结合局部坐标系中椭圆参数方程计算初始前、尾缘柱型网格面节点坐标；采用空间曲线和微元网格面求交的方法求解单个自由曲面叶片最终曲面网格节点坐标；将单个自由曲面坐标点按照叶片数进行圆周阵列计算得到整周叶片自由曲面离散坐标，进一步建立离心叶轮网格。

2.根据权利要求1所述的一种基于离心叶轮中间面曲线的可变自由曲面叶片生成方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

1)离心压缩机单个叶片中间面原始曲线坐标点双向加密，得到单个叶片中间面网格节点；

2)基于步骤1所得单个叶片中间面网格节点进行正负法向加厚；

3)在步骤2正负法向加厚的基础上，建立单个叶片初始自由曲面前缘；

包括两种不同类型的初始自由曲面前缘柱面建立方法：

(1)初始外伸自由曲面前缘建立方法；

(2)初始内缩自由曲面前缘建立方法；

4)建立单个叶片初始自由曲面尾缘；

包括三种不同类型的初始自由曲面尾缘柱面建立方法：

(1)钝形自由曲面尾缘建立方法

(2)初始外伸自由曲面尾缘建立方法

(3)初始内缩自由曲面尾缘建立方法

5)定义自由曲面叶片子午型线并延伸进、出口端；

6)建立闭式离心叶轮轮盖、轮盘面；

7)求解单个自由曲面叶片最终离散点坐标；

8)圆周阵列单个自由曲面叶片坐标。

3.根据权利要求2所述的一种基于离心叶轮中间面曲线的可变自由曲面叶片生成方法，其特征在于，步骤1)的具体实现方法如下：

定义叶片从进口端到出口端为U向，叶根指向叶顶方向为V向，采用三次均匀B样条拟合加密方法先后对该叶片中间面曲线坐标点进行U、V向加密。

4.根据权利要求3所述的一种基于离心叶轮中间面曲线的可变自由曲面叶片生成方法，其特征在于，步骤2)的具体实现方法如下：

定义叶身两侧面分别为叶身1面和叶身2面，基于步骤1所得的离心压缩机单个叶片中间面双向加密网格节点，根据节点处叶片厚度值结合空间矢量三角形法则进行正负法向加厚得到初始叶身表面对应的离散点，如式(4)；

式中h为中间面加密网格节点处的半厚度值，r、r₁、r₂分别为中间面加密网格节点矢径、叶身1面对应的偏置点矢径、叶片2面对应的偏置点矢径。

5.根据权利要求4所述的一种基于离心叶轮中间面曲线的可变自由曲面叶片生成方法，其特征在于，步骤3)的具体实现方法如下：

(1)初始外伸自由曲面前缘建立方法

取步骤1中间面加密网格进口边节点，以进口每一节点和相邻节点的连线为轴线建立初始前缘局部微元圆柱面；

(2)初始内缩自由曲面前缘柱面建立方法

分别以步骤1叶片中间面加密网格进口边节点为基准在该节点所在中间面U向曲线上寻找满足给定内缩长度的点，以每条U向曲线上找到的满足内缩长度的点和相邻U向曲线上满足内缩长度的点连线为轴线建立初始内缩前缘柱面。