[发明专利]基于FFD自由变形方法的离心通风机叶型参数化方法

权利要求书

1.一种基于FFD自由变形方法的离心通风机叶型参数化方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：对设计后的离心通风机叶片进行参数化配置

步骤2：生成Kriging代理模型的数据集

步骤3：完成控制网格与叶型的一致变形

步骤4：构建叶片构型的气动仿真模型

步骤5：建模

步骤6：仿真计算

步骤7：构造相应耦合关系

构建拉丁超立方数据样本和CFX计算出的气动响应值集合，并按照Kriging回归的代理模型构造拉丁超立方LHS数据样本和气动响应值间的耦合关系；

步骤8：用Kriging代理模型求出新的输入样本点下的气动响应值

步骤9：用灰狼算法求出最优控制点坐标

步骤10：优化后得出控制网格的控制点坐标，构建叶片模型

根据优化后得出网格控制点的全局坐标和Bernstein基函数公式等计算叶片关键设计点的全局坐标，进而构建叶片模型，进行气动仿真和实验验证，检验优化调控的合理性。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1具体如下：

步骤1.1：在叶片分布域的初始全局坐标系下构造局部坐标系，在局部坐标系下嵌入控制体及控制网格点；

步骤1.2：求出叶片关键设计点(A点)在局部坐标系下的局部坐标；

步骤1.3：将控制网格的控制网格点与叶片初始关键设计点的全局坐标全部转化为局部坐标；具体实施过程为：

首先确定以O为原点，XY为坐标轴建立O-XY全局坐标系，二维下的原点O为(0，0)；然后以O，为原点，ST为坐标轴构造局部坐标系，其中O，全局坐标为(x₀,y₀)；再创建控制网格，使得控制网格与叶片轮廓在坐标系构建的框架中，控制网格或叶片上任意一点的局部坐标为x(s,t)，全局坐标为X(x,y)，全局坐标与局部坐标的关系有：

X(x,y)＝X₀(x₀,y₀)+s·S+t·T

其中，S，T为局部坐标系坐标轴的单位向量，0≤s≤1，0≤t≤1，P_i,j表示控制网格点的全局坐标；i,j表示两个方向上的控制点，数目为l+1,m+1，l、m取正整数；R_i(s)和R_j(t)表示两个方向上的基函数；

采用基于Bezier的FFD方法，选取Bernstein基函数：

步骤1.4：将控制网格点移动，设计控制网格点移动的位置和数目；

步骤1.5：利用叶片关键设计点(A点)的局部坐标、控制网格点的全局坐标和Bernstein基函数公式重新计算叶片关键设计点的全局坐标。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2具体为：

控制网格点的变化域作为拉丁超立方LHS的采样点设计区间，通过拉丁超立方采样进行叶片的仿真试验样本点布置，确定变量的取值范围，生成Kriging代理模型的数据集。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3具体为：

根据叶型轮廓随控制网格点坐标改变联动变化的理论，反推出变形后的叶型轮廓关键设计点的坐标，完成控制网格与叶型的一致变形；

具体推演方法为，根据步骤2中叶片关键设计点的局部坐标、网格控制点变化后的全局坐标和Bernstein基函数公式重新计算叶片关键设计点的全局坐标，生成各组LHS的采样点集下的离心通风机叶片构型。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4具体为：

对各组LHS的采样点集下的离心通风机叶片构型进行气动仿真模型构建，在此采用PORE软件建模，并根据气动模型的逆向建模思路，即气体流动的中空部分建为实体。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5具体为：

对离心通风机进气口、蜗壳和FFD叶片变形后的叶轮分别建模，建模后保存为*.x-t格式导入到ICEM软件中划分仿真网格。