CN105122248B - 用于对部件尤其是涡轮叶片进行建模的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对部件(1)进行建模的方法，所述方法的特征在于，所述方法通过使用设备件(10)的数据处理组件(11)来实施以下步骤：(a)根据沿所述部件(1)的至少一个部分的位置将表示以所述部件(1)为表征的物理量的值的C¹类的曲线参数化，所述曲线通过以下方式限定：a、限定所述部件(1)的所述部分的范围的两个端点(PCU₀，PCU_K)；b、定位在所述端点(PCU₀，PCU_K)之间的至少一个中间点(PCU_i，)；c、在所述中间点处连接的至少两个贝塞尔曲线；所述参数化通过使用限定所述中间点的一个或多个参数来执行：(b)确定所述曲线的所述参数的优化值；(c)将确定的值输出在设备件(10)的接口(13)上。

Description

用于对部件尤其是涡轮叶片进行建模的方法

技术领域

本发明涉及计算机辅助设计。

更具体地，本发明涉及一种用于对部件尤其是叶片装置进行建模的方法。

背景技术

不断改进设备(尤其是航空设备(例如，涡轮发动机的转子))件(即，如图1a中可见，形成有附接有径向延伸的叶片的轮毂的配件)的性能的需求现今已经对计算机建模工具的使用产生了影响。

这些工具给出了通过自动地优化部件的一些特征来帮助部件的设计的可能性。对于叶片装置(即，形成有涡轮发动机圆盘的叶片的配件，所述配件的一个片段在图1b中示出)而言，原理是在给定环境下通过执行大量的模拟计算来确定叶片装置的叶片的规律的航空力学的和/或声学几何学的优化效果，换而言之，所述规律为一个或数个描述物理量沿叶片的截面或高度的值的曲线(示例将在稍后给出)。

为此，有必要将寻求的优化的规律参数化，即，使得该规律成为N个输入参数的函数。优化于是由在约束下(通常任意地)改变这些不同的参数组成，直到参数的最优值针对预定准则而确定为止。于是通过来自确定的通过点的插值获得了“平滑”曲线。

所需的计算量于是与问题的输入参数的数量(线性地或甚至指数地)直接相关。

存在许多用于规律的参数化的方法并且所述方法尤其可区分两大类：

-离散模型：规律通过在最优化期间一个接一个移位的多个(实际上，对于高度之上的规律为5到10个，并且对于截面为50到200个)点的位置来限定；

-参数模型：规律经由文献中已知的数学曲线来限定，所述数学曲线例如为贝塞尔曲线或NURBS曲线(非均匀有理B样条(non–uniform rational B–splines))。

希望使用大量的用于通过同样多的规律的质量改进的参数(这是针对叶片的设计的主要挑战)，但是这种方法迅速地受到现在的处理器的容量和资源的限制。

甚至通过使用昂贵的超级计算机，对单个规律进行建模所需的时间随之发生。

在存在大量参数的情况下发生了另一问题：所确定的规律事实上具有待观察的过大数量的通过点，并且所获得的第一曲线(这是所谓的龙格现象(Runge phenomenon))不规则地波动并且本身不能被利用。所述第一曲线必须重做，直到所述第一曲线足够平滑为止，这进一步增加了用于获得结果所需的时间。

对于所有的这些原因，(使用数学曲线的)参数表示被类似不唯一地使用，因为应注意，参数表示需要接近于用于对具有等质量的规律进行建模的五倍小的参数。

然而，可以看到，即使有高水平的参数表示，用于针对现行标准具有足够的建模质量的参数所需的数量依然存在问题(大约十个参数)。

希望找到根据计算机资源的使用更加经济的将叶片(或任何其它部件)的规律参数化并最优化的方式，这给出了保持或甚至增加建模质量的可能性并且这同时限制了发生“波动”曲线的风险。

发明内容

本发明根据第一方面提出了一种用于对部件进行建模的方法，所述方法的特征在于，所述方法包括通过设备件的数据处理组件来执行以下步骤：

(a)将表示以所述部件为表征的物理量的值的C¹类的曲线参数化，所述物理量的值根据沿部件的至少一个部分的位置变化，曲线通过以下方式限定：

a、限定部件的所述部分的范围的两个端点；

b、定位在所述两个端点之间的至少一个中间点；

c、在所述中间点处连接的至少两个贝塞尔曲线；

参数化根据限定所述中间点的一个或数个参数来应用；

(b)确定所述曲线的所述参数的优化值；

(c)将确定的值输出在所述设备件的接口上。

贝塞尔曲线为被限定为N+1基本多项式(所谓的伯恩斯坦多项式)的组合的参数多项式曲线：贝塞尔曲线通过点集来限定，为N次N+1伯恩斯坦多项式。

点{P0，P1……PN}被称为曲线的“隐式”控制点并且为变量，叶片的规律可通过所述变量由贝塞尔曲线进行建模。

所述点被称为“隐式”，因为贝塞尔曲线可被视为N+1控制点的整个重心，N+1控制点的配重与等于与每个控制点相关的伯恩斯坦多项式的值相等的重量。换而言之，这些点像吸引曲线的重量一样作用，而通常不经过曲线(除了分别与t＝0和t＝1相应的第一点和最后一点以及对准点的某些情况以外)。

通常，在使用贝塞尔曲线的规律的已知的建模技术中，所使用的曲线的终端控制点P₀和P_N被固定(终端控制点P₀和P_N限定了部件(具体地，叶片装置的叶片)的部分的范围，建模将被应用在所述部件的部分上)，但是其它点{P1……P_N–1}具有形成用于优化算法的输入参数的移动坐标。

本建模方法提出了不经由复杂的贝塞尔曲线的隐式控制点而仅经由多个基本的贝塞尔曲线的连接点(所谓的“中间用户控制点(PCU)”)的规律的参数化。

进一步，和仅提出了通过控制点的坐标(x，y)的控制点的限定的现有技术不同，本方法有利地还提出了作为附接输入参数的例如与切线有关的标准的使用。

换而言之，使用了少量的显式控制点的五个参数来代替经由大量的隐式控制点的唯一位置来对规律进行建模。

图2a和图2b通过将已知的方法和根据本发明的方法中所需的控制点作比较示出了这个原理。因此，申请人注意到这种新技术给出了通过两倍小(或甚至在某些情况下60％小)的参数获得等效建模质量的可能性。因此，大幅度减少了所需的时间和/或计算能力。

此外，与参数的数量无关，关于控制点的数量，控制点的数量通过因素减小了三倍或甚至四倍(因为中间控制点集中了大量的参数)。因此，显著地解决了由曲线的太大数量的通过点导致的不期望的“波动”效应。

根据其它有利的和非限制性的特征：

一个或多个限定中间点的参数从点的横坐标、点的纵坐标、在点处与曲线正切的方向和各自与在点处与曲线半正切相关的两个张力系数当中选择；

参数化还根据限定端点中的至少一个端点的一个或数个参数来应用；

一个或多个限定端点的参数从点的横坐标、点的纵坐标、在点处与曲线正切的方向和与在点处与曲线半正切相关的张力系数当中选择；

在中间点或端点处与曲线半正切相关的张力系数取决于点附近的曲线的二阶导数的值；

所述曲线通过根据所述部件部分的行程排序的K-1中间点和K贝塞尔曲线限定，其中，K≥2：

第一贝塞尔曲线被限定在包含于与所述部件部分的开始相关的端点和第一中间点之间的间隔上，所述K^th贝塞尔曲线被限定在包含于K-1^th中间点和与所述部件部分的端部相关的端点之间的间隔上；

K≥3，单个贝塞尔曲线或各自被限定在包含于i-1^th中间点和i^th中间点之间的间隔上的i^th贝塞尔曲线；

每个贝塞尔曲线通过限定其极端的点来完全确定；

部件从叶片装置、涡轮发动机平台、后视镜、鳍状稳定板、固定翼或旋翼、尾部、机身、螺旋桨、喷嘴、脉状部、整流罩和涡轮当中选择；

部件为叶片，部件部分为叶片装置的叶片的部分；

叶片装置的叶片的所述部分为叶片装置的叶片的截面部分或叶片装置的叶片的高度部分；

表征所述叶片装置的所述物理量从叶片装置的厚度、骨架、叶片装置的叶片的截面的骨架角规律、最大厚度规律、最大厚度位置规律、凹陷角和二面角(sag and dihedralangles)、堆叠规律、叶片装置的叶片沿高度的上游/下游角。

根据第二方面，本发明涉及一种用于制造部件的方法，所述方法包括以下步骤：

-应用根据第一方面的方法以便至少对部件的一个部分进行建模；

-根据所获得的部件的至少一个部分的建模来制造所述部件。

根据第三方面，本发明涉及用于对部件进行建模的设备件，其特征在于，所述设备件包括数据处理组件，所述数据处理组件被构造成以便实施：

-用于将表示以所述部件为表征的物理量的值的C¹类的曲线参数化的模块，所述物理量的值根据沿部件的至少一个部分的位置变化，所述模块通过以下方式限定了曲线：

o限定部件的所述部分的范围的两个端点；

o定位在所述端点之间的至少一个中间点；

o至少两个在所述中间点处连接的贝塞尔曲线；

参数化根据限定所述中间点的一个或数个参数来应用；

-用于确定所述曲线的所述参数的优化值的模块；

-用于将确定的值输出在所述设备件的接口上的模块。

根据第四方面和第五方面，本发明分别涉及一种计算机程序产品和一种存储组件，所述计算机程序产品包括用于执行根据本发明的第一方面的用于对部件进行建模的方法的代码指令，所述存储组件通过计算机设备读取，在所述计算机设备上，计算机程序产品包括用于执行根据本发明的第一方面的用于对部件进行建模的方法的代码指令。

附图说明

根据阅读以下优选实施例的说明，本发明的其它特征和优点将变得清楚。本说明将参考附图来给出，在附图中：

-早前描述的图1a示出了典型的涡轮发动机；

-早前描述的图1b示出了典型的叶片，根据本发明的方法被应用于所述叶片；

-图1c-1d示出了叶片装置的叶片的截面；

-早前描述的图2a-2b将现有技术的方法和根据本发明的方法的曲线的参数化作比较；

-图3示出了用于应用根据本发明的方法的系统；

-图4示出了通过根据本发明的方法使用的曲线；

-图5a-5e为示出本发明的用于叶片装置的叶片上的厚度规律的应用的示例；

-图6a-6e为示出本发明的用于叶片装置的叶片上的骨架角规律的应用的示例。

具体实施方式

通常，应理解，现有方法优选地意在用于对尤其是叶片装置(任何叶片装置)的涡轮发动机部件进行建模，但是现有方法不限于所述部件或甚至航空学的领域。任何“部件”，即任何工业制造的元件和设计遵循外部物理约束(尤其是航空学和/或声学类型、以及流体动力学类型等)的部件可利用所述方法被建模并且被最优化。

在下面的说明中，将给出叶片装置的叶片的示例，但是本领域技术人员将明白如何将用于建模的方法进行变换，例如：

-在涡轮发动机的领域中，脉状部(每个流动的内壁和外壁)、3维(3D)平台(单块装有叶片的圆盘的平台或整流器的金属箍的非轴对称的设计)。参考图1a，通过从涡轮发动机的入口移动到出口，相继示出了涡轮发动机的典型区域，对于所述典型区域，通过现有方法进行建模尤其有利：据称具有“鹅颈管”的脉状部分(即，放置在低压压缩机的出口和高压压缩机的入口之间的脉状部分)、(燃烧室的出口处的)涡轮和(涡轮的出口处的)喷嘴；

-在汽车领域(尤其是一级方程式赛车)中，后视镜、鳍状稳定板；

-在航空学的领域中，飞机的机翼、尾部、机身、直升飞机的叶片、直升飞机的尾部的尾翼、飞机的螺旋桨；

-在太空行业中，火箭发动机的喷嘴(并且更广泛地，任何类型的喷嘴的设计)；

-在铁路行业中，火车的前部和后部；

-在流体动力学的领域中，水处理罐中使用的螺旋桨、扇叶的螺旋桨、船的螺旋桨、水坝的涡轮的叶片；

-以及各种领域中的许多其它部件，例如，自行车或摩托车的车把的形状。

通常，应理解，本方法尤其适合于对意在可相对于接触流体移动并且形状对性能有影响的任何部件，所述任何部件具体地为车辆部件(广义上：陆地、海洋、天空、太空、车辆等)和旋转式工业部件(螺旋桨、涡轮等)。在涡轮发动机的领域中，部件1优选地选自叶片装置、平台、脉状部和(涡轮发动机的)喷嘴。

在图1b中，叶片装置1具有多个从中心圆盘部分径向延伸的叶片2(多个叶片2中的一个叶片的底部可见)。图1c示出了叶片2的细节，叶片2上标示了叶片2的“截面”，“截面”从前沿BA朝后沿BF延伸。截面指的是叶片2的横截面。

图1d更具体地示出了该BA-BF截面(应注意凹-凸轮廓)。应注意“弦”，即，将截面的末端连接的直线。如稍后将看到的，该弦将被作为用于定位沿截面的点的标记来使用。在图1d中，还看到中线，中线为叶片2的“骨架”。与截面正交，发现了叶片2的“高度”。还示出了叶片的数个物理量，并且稍后将描述所述数个物理量。如所说明的，所述物理量可沿叶片2的截面或高度被建模。

这种叶片装置在其设计期间经由图3中示出的类型的一件计算机设备10被建模。计算机设备包括数据处理组件11(一个或数个处理器)、数据存储组件12(例如，一个或数个硬盘)和接口组件13(由诸如键盘和鼠标或触觉接口之类的输入组件和诸如用于显示结果的屏幕之类的输出组件组成)。有利地，设备件10为超级计算机，但是应理解，各种平台上的应用是很可能的。

在叶片或另一部件的建模期间，许多准则可被选作待最优化的准则。作为示例，在叶片的情况下，可尝试使诸如对应力的耐抗性、叶片的频率响应、叶片的移位之类的机械性能和诸如产量、压力上升、生产能力或泵裕度之类的航空动力学性能的最大化。

参数化

在操作者的控制下通过数据处理组件11应用的步骤(a)为用于将表示以所述叶片装置1(或任何其它部件)为表征的物理量的值的曲线参数化的第一步骤，所述物理量的值根据沿叶片装置1的叶片2的至少一个部分(通常，所述部件的一部分)的位置变化，所述部分具体地为叶片2的截面或高度的部分。“截面部分”指的是从前沿BA延伸到后沿BF的全部空间或局部空间。“高度部分”指的是从叶片1的近端延伸到远端的全部空间或局部空间。

在本说明书的延续部分中，将给出叶片2的截面的示例，但是应理解，该方法可变换为部件的任何限定的子空间。

如早前说明的，沿曲线的位置根据弦长(横坐标)来表示，并且更具体地根据“标准”弦长来表示，即，当一点穿过待覆盖的叶片2以便获得该点在弦上的投影时，标准弦长被表示在0和1之间。换而言之，该标准弦长与x坐标相应，截面的点应该处于正交参考系中，其中，点BA应以(0，0)为坐标，并且BF点应以(0，1)为坐标。例如，截面的与“0.5”的标准弦长相关的点位于弦的垂直平分线上。应注意，因为曲线可仅在叶片2的截面的一个(连续)部分上延伸，相关的函数被限定在[0，1]的子区间上。

然而，应理解，本发明绝不限于表示量值的与弦长相对的曲线的表达，并且其它标记也是可能的。

表示物理量的值的曲线应当被理解为该物理量的规律的建模(照此，该曲线被称为“建模曲线”，以便根据术语将该曲线与贝塞尔曲线区分)。所述物理量可以为针对部件的设计具有空气动力学和/或声学意义的任何量，并且在叶片装置的情况下作为非限制性示例，可提及：

-弦的函数(截面视图)

o厚度规律

o骨架角规律

-叶片高度的函数(3维视图)

o最大厚度、最大厚度的位置

o垂度规律和反角规律(BA，BF，……)

o截面的堆叠规律

o上游/下游角规律(β1，β2)

相关的示例将在稍后描述。

在当部件1为喷嘴时的情况下，物理量可以为喷嘴的截面，这则通过控制喷嘴中的有效马赫数等的变化来允许喷嘴的最小截面的限定。在脉状部的情况下，物理量可以为脉状部的截面、截面比(入口截面/出口截面)和减速(减速是出口速度和入口速度之间的比率。该参数尤其给出了估计流体将能够遵循所要求的角度变化的容易程度的可能性)。

建模曲线为至少C¹的正则类，即，建模曲线与连续函数和其定义空间(部件的部分)上的至少一个连续一阶导数相应。将进一步看到该条件的意义。实际上，所获得的曲线为具有曲线和连接(中间控制点)处的导数的连续性的C^∞分段(可在每个间隔上不确定地导出的函数)。应理解，这些为极小条件，并且曲线在曲线的整个定义空间上可相当于例如C^∞。

曲线利用其控制点来限定。与现有技术类似，两个终端用户控制点PCU₀和PCU_K被固定并且限定部件的部分的范围(即，定义域)。建模曲线进一步包括至少一个中间用户控制点PCU_i，i∈[[1，K-1]]，中间用户控制点PCU_i被定位在两个端点PCU₀和PCU_K之间。

中间点为“显式”控制点，因为曲线穿过中间点。实际上，曲线包括至少两个在所述中间点处连接的贝塞尔曲线。

如例如图4中可见，建模曲线可仅由一系列贝塞尔曲线组成，一系列贝塞尔曲线各自在端点PCU₀、PCU_K和中间点PCU_i之间或两个中间点PCU_i和PCU_i+1之间延伸。

换而言之，曲线的所有的(终端或中间)用户控制点PCU₀、PCU₁、……、PCU_K–1、PCU_K为贝塞尔曲线的终端控制点P₀、P_N。

曲线具有C¹类的事实施加了以下影响，每个中间点PCU_i确保了导数(相同的切线)的连续性。

如在示例中将看到的，单个中间点PCU₁(和因此两个贝塞尔曲线)的使用足以非常令人满意地限定表示规律的曲线。然而，应理解，方法可推广到根据零件部分1(在叶片装置的情况下为叶片2)的行程排序的K–1(其中，K≥2)中间点(PCU_i，i∈[[1，K-1]])的使用，即，K贝塞尔曲线(一个曲线在每对控制点{PCU_i；PCU_i+1}之间)。

在每一种情况下，建模曲线包括至少两个“终端”贝塞尔曲线，即，作为两个终端用户控制点PCU₀和PCU_K的一个极端：第一贝塞尔曲线被限定在包含在与所述部件部分1的开始相关的端点PCU₀和第一中间点PCU₁之间的间隔上，并且K^th贝塞尔曲线(另一终端曲线)被限定在包含在K-1^th中间点PCU_K–1和与所述部件部分1的端部相关的端点PCU_K之间的间隔上。

在至少两个中间点PCU_i的情况下，换而言之，当K≥3时，建模曲线包含“中间”贝塞尔曲线：贝塞尔曲线被各自限定在包含于i–1^th中间点PCU_i–1和i^ith中间点PCU_i之间的间隔上。

用户控制点的参数

过程不根据贝塞尔曲线的隐式控制点的参数来参数化，而是根据限定形成建模曲线的贝塞尔曲线的极端的中间控制点(并且可选地，终端控制点)的参数来参数化。

具体地，每个贝塞尔曲线可通过限定其极端的PCU点来完全确定。换而言之，PCU点的(根据坐标和导数的)参数被用作用于通过数据处理组件11来计算不同的贝塞尔曲线的隐式控制点的坐标的边界条件，不同的贝塞尔曲线以足够小的程度被选择以便满足边界条件。步骤(a)于是包含贝塞尔曲线的隐式点的限定，该限定根据形成贝塞尔曲线的端部的PCU点的参数。

限定中间点PCU_i的参数因此从点的横坐标、点的纵坐标、在点处与曲线正切的方向和各自与在点处与曲线半正切相关的两个张力系数当中选择。

意识到曲线具有C¹类(连续导数)，正切的方向应当在中间点PCU_i的两侧相同。另一方面，两个半正切的“长度”可在点的两侧不同，“长度”为表示在点的两侧上“附着”到正切的每个贝塞尔曲线的倾向。这就是早前提到的“张力系数”模型。

实际地，与在中间点处与曲线半正切相关的每个张力系数取决于点附近的曲线的二阶导数的值。实际上，控制点附近的二阶导数的值表示为“速度”，曲线以该“速度”背离正切移动。

并且建模曲线未必是C²类的事实允许中间点处的二阶导数不连续。

在参数化的端点PCU₀或PCU_K的情况下，限定所述端点的参数从点的横坐标、点的纵坐标、在点处与曲线正切的方向和与在点处与曲线半正切相关的张力系数当中选择。

换而言之，可仅考虑曲线的定义域中的半正切(对于PCU₀在右侧，对于PCU_K在左侧)。

应注意，早前提到的所有参数实际上未必被使用(尤其针对端点)。实际上，在大多数情况下，这些参数(点的横坐标、点的纵坐标、在点处与曲线正切的方向和各自与在点处与曲线半正切相关的两个张力系数)中的一个或数个参数具有由用户设置的预定值，并且针对方法的延续因此被用作“变量”。

示例

图5a-5e示出了可被用于对称为“骨架角规律(β)”的物理量的规律进行建模，“骨架角规律(β)”与叶片2的截面的骨架的导数相应(参见图1d)。

在图5a中，规律通过使用单个中间点PCU₁来建模，其中，与左侧相比右侧具有更大的张力。

在图5b中，考虑的参数为中间点PCU₁的坐标y。示出了与该参数的三个不同的值相应的曲线的3个实例。

在图5c中，考虑的参数为在中间点PCU₁处与曲线正切的方向(换而言之，该点处的导数的值)。示出了与该参数的三个不同的值相应的曲线的3个实例。

在图5d中，考虑了两个参数，即，各自与在中间点PCU₁处与曲线半正切相关的张力系数。示出了与针对这些参数的三对值相应的曲线的3个实例。

图5e示出了使用两个中间点PCU₁和PCU₂的替代性示例。

图6a-6e示出了可被用于对称为“厚度规律”的另一量的规律进行建模的不同的曲线，“厚度规律”仅与叶片2沿截面的厚度相应。

在图6a中，规律通过使用具有水平切线(局部极大)的单个中间点PCU₁来建模。

在图6b中，考虑的参数为中间点PCU₁的坐标y。示出了与该参数的三个不同的值相应的曲线的3个实例。

在图6c中，考虑的参数为中间点PCU₁的坐标x。示出了与该参数的三个不同的值相应的曲线的3个实例。应注意两个贝塞尔曲线在中间点PCU₁的两侧上的自适应，以便观察由该点的参数施加的条件。

在图6d中，再次考虑了两个各自与在中间点PCU₁处与曲线半正切相关的张力系数。示出了与针对这些参数的三对值相应的曲线的3个实例。尤其从曲线的特别明显的不对称注意系数特别不平衡的曲线。

图6e示出了极为先进的示例，其中使用了三个中间点PCU₁、PCU₂和PCU₃。

最优化和输出

根据步骤(b)，方法包括用于通过数据处理组件11来确定所述曲线的所述参数的优化值(并且如果可能的话，最优值)。步骤(b)为优化步骤。

本领域技术人员已知用于应用该步骤的许多技术，并且例如，在执行用于确定控制点PCU_i的参数的这些优化值(例如，针对所选择的标准被最大化)的模拟时，仅可使所选择的可变的参数伪随机地变化。然而，本发明并不限于这种可能性。

在最后的步骤(c)中，参数的确定的参数通过供使用的设备件10的接口组件13来输出(例如通过显示参数被设置成这些优化值的建模曲线)。

替代性地，接口组件13可仅显示这些数值。

制造方法及部件

一旦部件1被建模，部件1可被制造。因此，提出了用于制造部件1(具体地，叶片装置)的方法，所述方法包括以下步骤：

-应用根据第一方面的方法，以便对部件1的至少一个部分(叶片装置的叶片2的一部分)进行建模；

-根据所获得的部件1的所述至少一个部分的建模来制造所述部件1。

可获得由此生产的包含多个叶片2的叶片装置1。叶片装置具有期望的最优的物理性能。

设备

用于应用用于对部件1进行建模的方法的设备件10(图4中示出)包括数据处理组件11，数据处理组件11被构造成以便实现：

-用于根据沿部件1的至少一个部分的位置将表示以所述部件1为表征的物

理量的值的C¹类的曲线参数化的模块，模块通过以下方式限定曲线：o限定部件1的所述部分的范围的两个端点PCU₀、PCU_K；o定位在两个端点PCU₀、PCU_K之间的至少一个中间点PCU_i，i∈[[1，K-1]]；

o至少两个在所述中间点处连接的至少两个贝塞尔曲线；

参数化根据限定所述中间点的一个或数个参数来应用；

-用于确定所述曲线的所述参数的优化值的模块；

-用于将确定的值输出在所述设备件10的接口13上的模块。

计算机程序产品

根据第四方面和第五方面，本发明涉及一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括用于(在数据处理组件11上，具体地，设备件10的数据处理组件11)执行根据本发明的第一方面的用于对部件1进行建模的方法的代码指令以及由计算机设备件易读的存储组件(例如，设备件10的存储器12)，在所述存储组件上能找到所述计算机程序产品。

Claims (17)

1.一种用于对部件(1)进行建模的方法，所述方法的特征在于，所述方法包括通过设备件(10)的数据处理组件(11)来执行以下步骤：

(a)将表示以所述部件(1)为表征的物理量的值的C¹类的曲线参数化，

所述物理量的值根据沿所述部件(1)的至少一个部分的位置变化，

所述曲线通过以下方式限定：

a、限定所述部件(1)的所述部分的范围的两个端点(PCU₀，PCU_K)；

b、定位在所述端点(PCU₀，PCU_K)之间的至少一个中间点(PCU_i，)；

c、在所述中间点处连接的至少两个贝塞尔曲线；

所述参数化根据限定所述中间点的一个或数个参数来应用；

(b)确定所述曲线的所述参数的优化值；

(c)将确定的值输出在所述设备件(10)的接口(13)上。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，限定中间点(PCU_i)的一个或多个所述参数从点的横坐标、点的纵坐标、在点处与曲线正切的方向以及各自与在点处与曲线半正切相关的两个张力系数当中选择。

3.根据权利要求1和2中的一项所述的方法，其中，所述参数化还根据限定至少一个所述端点(PCU₀，PCU_K)的一个或数个参数来应用。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，限定端点(PCU₀，PCU_K)的参数从点的横坐标、点的纵坐标、在点处与曲线正切的方向以及与在点处与曲线半正切相关的一个张力系数当中选择。

5.根据权利要求2所述的方法，其中，在中间点处与曲线半正切相关的张力系数取决于点附近的曲线的二阶导数的值。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述曲线通过沿所述部件(1)的所述部分的行程排序的K-1中间点(PCU_i，)和K贝塞尔曲线限定，其中，K≥2。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，第一贝塞尔曲线被限定在包含于与所述部件(1)的所述部分的开始相关的端点(PCU₀)和第一中间点(PCU₁)之间的间隔上，K^th贝塞尔曲线被限定在包含于K–1^th中间点(PCU_K–1)和与所述部件(1)的所述部分的端部相关的端点(PCU_K)之间的间隔上。

8.根据权利要求7所述的方法，其中K≥3，i^th贝塞尔曲线各自被限定在包含于i–1^th中间点(PCU_i–1)和i^th中间点(PCU_i)之间的间隔上。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，每个贝塞尔曲线通过限定其极端的点(PCU)被完全确定。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述部件(1)从叶片装置、涡轮发动机平台、后视镜、鳍状稳定板、固定翼或旋翼、尾部、机身、螺旋桨、喷嘴、脉状部、整流罩和涡轮当中选择。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述部件(1)为叶片装置，所述部件部分为叶片装置的叶片(2)的部分。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述叶片装置的所述叶片部分为所述叶片装置的叶片(2)的截面部分或所述叶片装置的叶片(2)的高度部分。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，表征所述叶片装置的所述物理量从所述叶片装置的厚度、骨架、所述叶片装置的叶片(2)的截面的骨架角规律、最大厚度规律、最大厚度位置规律、凹陷角和二面角、堆叠规律、所述叶片装置的叶片(2)沿高度的上游/下游角当中选择。

14.根据权利要求4所述的方法，其中，在端点处与曲线半正切相关的张力系数取决于点附近的曲线的二阶导数的值。

15.一种用于制造部件(1)的方法，所述方法包括以下步骤：

-执行根据权利要求1至14中的一项所述的方法，以便对所述部件(1)的至少一个部分进行建模；

-根据所获得的部件(1)的所述至少一个部分的建模来制造所述部件(1)。

16.用于对部件(1)进行建模的设备件(10)，其特征在于，所述设备件包括数据处理组件(11)，所述数据处理组件(11)被构造成用于实施：

-用于将表示以所述部件(1)为表征的物理量的值的C¹类的曲线参数化的模块，所述物理量的值根据沿所述部件(1)的至少一个部分的位置变化，所述模块通过以下方式限定曲线：

o限定部件(1)的所述部分的范围的两个端点(PCU₀，PCU_K)；

o定位在所述端点(PCU₀，PCU_K)之间的至少一个中间点(PCU_i，)；

o至少两个在所述中间点处连接的贝塞尔曲线；

所述参数化根据限定所述中间点的一个或数个参数来应用；

-用于确定所述曲线的所述参数的优化值的模块；

-用于将确定的值输出在所述设备件(10)的接口(13)上的模块。

17.一种通过一件计算机设备易读的存储组件，在所述存储组件上，计算机程序产品包括用于执行根据权利要求1至14中的一项所述的用于对部件(1)进行建模的方法的代码指令。