[发明专利]流道面优化设计方法、流道型面、可调导叶设计方法和导叶

权利要求书

1.一种流道面优化设计方法，流道面用于配合可调导叶叶顶型面，其特征在于，包括以下步骤：

基于初始流道面切割设计角度下的可调导叶叶片，获得所述可调导叶上叶顶前缘点和尾缘点的坐标，或获得可调导叶下叶顶前缘点和尾缘点的坐标；

根据所述可调导叶的角度调节范围，逐步调节所述可调导叶的安装角从初始位置至最大调节角度位置，获取所述可调导叶角度调节过程中所述前缘点的移动轨迹和所述尾缘点的移动轨迹；

基于所述前缘点的移动轨迹，获得所述可调导叶的进口位置的流道轮廓；基于所述尾缘点的移动轨迹，获得所述可调导叶的出口位置的流道轮廓；

将可调导叶的进口位置的流道轮廓与可调导叶的出口位置的流道光顺连接后形成所述可调导叶对应的优化流道面。

2.如权利要求1所述的流道面优化设计方法，其特征在于：

当前缘点和尾缘点处于所述可调导叶的上叶顶位置时，所述初始流道面和优化流道面均是机匣上与可调导叶配合的表面；

当前缘点和尾缘点处于所述可调导叶的下叶顶位置时，所述初始流道面和优化流道面均是轮毂上与可调导叶配合的表面。

3.如权利要求1所述的流道面优化设计方法，其特征在于：所述基于所述前缘点的移动轨迹，获得所述可调导叶的进口位置的流道轮廓，包括：

将所述前缘点的移动轨迹转换到X-R坐标系作为可调导叶的进口位置的流道轮廓；

所述基于所述尾缘点的移动轨迹，获得所述可调导叶的出口位置的流道轮廓，包括：

将所述尾缘点的移动轨迹转换到X-R坐标系作为可调导叶的出口位置的流道轮廓；

所述进口位置的流道轮廓和所述出口位置的流道轮廓均包括流道轴线坐标和流道半径。

4.如权利要求3所述的流道面优化设计方法，其特征在于：所述将可调导叶的进口位置的流道轮廓与可调导叶的出口位置的流道光顺连接后形成所述可调导叶对应的优化流道面，包括：

所述将可调导叶的进口位置的流道轮廓与可调导叶的出口位置的流道光顺连接后形成的流道线作为初始流道线；

对所述初始流道线向所述机匣的流道内腔方向偏移，偏移后的流道线作为最终流道线；

将所述最终流道线回转后形成可调导叶对应的优化流道面。

5.如权利要求4所述的流道面优化设计方法，其特征在于，所述最终流道面半径依据以下公式确定：

r＝r₀+δ·(r_r-r₀)

式中，r为某一轴向位置的最终流道面的半径，r₀为同一轴向位置所述初始流道面半径，δ为流道偏移系数，取值范围在0～1，r_r为同一轴向位置所述前缘点或尾缘点移动轨迹线对应的半径。

6.一种流道型面，设置在机匣内壁或轮毂外壁上，用于与可调导叶配合，其特征在于，流道型面的形状由权利要求1-5任意一项所述的流道面优化设计方法获得。

7.一种可调导叶设计方法，其特征在于：用于设计与权利要求6所述流道型面配合的可调导叶叶顶型面，设计方法包括：

基于所述可调导叶对应的优化流道面，向流道内部偏置后形成切割面，

基于切割面切割可调导叶，获得所述可调导叶的上叶顶和/或下叶顶的型面。

8.如权利要求7所述的可调导叶设计方法，其特征在于：所述基于切割面切割可调导叶，获得所述可调导叶的上叶顶和/或下叶顶的型面，包括：

所述可调导叶以预设角度间隔从初始位置至最大调节角度位置，在每次调节后，基于所述切割面，切割所述可调导叶，最终获得所述可调导叶的上叶顶和/或下叶顶的型面。

9.如权利要求8所述的可调导叶设计方法，其特征在于：所述预设角度间隔是3～5°。

10.一种可调导叶，其特征在于，包括可调导叶本体，所述可调导叶本体上具有上叶顶和下叶顶，所述上叶顶和所述下叶顶的型面由权利要求7-9任意一项所述可调导叶设计方法获得。