[发明专利]一种仿生叶片

摘要

本发明公开了一种仿生叶片，叶片具有旋轴初始边、旋轴终点边和阿基米德曲线顶边构成，旋轴初始边的长度为L，旋轴终点边的长度为d，旋轴初始边和旋轴终点边之间的夹角为θ；叶片符合公式：#imgabs0#采用圆柱旋转切除的方法对所得叶片域进行切割，最终取得叶轮叶片；本发明通过结合大自然界中的常见曲线——阿基米德曲线，使得流体机械在叶片设计中不再以设计者的经验去参考，而是让叶片设计的更为规范、设计精度更高。本发明在叶片曲面的拟合上符合流体在自然流动情况下的螺旋形有利于叶片对其输送及做功，从而提高其工作效率，降低能耗。

主权项

1.一种仿生叶片，其特征在于：叶片具有旋轴初始边(1)、旋轴终点边(2)和阿基米德曲线顶边(3)构成，旋轴初始边(1)的长度为L，旋轴终点边(2)的长度为d，旋轴初始边(1)和旋轴终点边(2)之间的夹角为θ；叶片符合下述公式：叶片的参数方程为x、y、z均为坐标轴，其单位是毫米；叶片曲面的斜率通过旋轴初始边(1)的长度L和夹角θ来调控，θ越大，曲面的弯曲程度越大，反之越小；采用圆柱旋转切除的方法对所得叶片域(4)进行切割，最终取得叶轮叶片(5)；其中：是叶片的阿基米德曲线6；x、y均为坐标轴，其单位是毫米；a为无量纲常系数，其值满足公式a＝D2+c，D2为叶轮出口直径，c为无量纲常数，c取值范围为50～100；t为无量纲，取值范围为0～1，π为圆周率；常系数a决定了阿基米德曲线向外扩展的范围，以保证了足够的叶片区域4；其中：z＝bt是在阿基米德曲线的基础上添加的螺距方向上的参数方程；z为坐标轴，其单位是毫米，t为无量纲，其取值范围为0～1；b为无量纲常系数，根据a的取值范围，利用公式求得b的取值范围，常系数b决定了单圈螺距的大小。