CN112487583A - 贯流可逆式机组桨叶全三维加权设计方法和装置 - Google Patents

贯流可逆式机组桨叶全三维加权设计方法和装置 Download PDF

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CN112487583A CN202011497596.2A CN202011497596A CN112487583A CN 112487583 A CN112487583 A CN 112487583A CN 202011497596 A CN202011497596 A CN 202011497596A CN 112487583 A CN112487583 A CN 112487583A
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Abstract

本申请提出一种贯流可逆式机组桨叶全三维加权设计方法和装置，涉及水力机械技术领域，其中，方法包括：获取设计参数；根据设计参数生成正向设计桨叶骨面和反向设计桨叶骨面；根据预设标准分别获取正向设计桨叶骨面对应的正向加权系数和反向设计桨叶骨面对应的反向加权系数；其中，正向加权系数和反向加权系数和为1；根据正向设计桨叶骨面对应的角坐标、正向加权系数、反向设计桨叶骨面对应的角坐标和反向加权系数进行加权处理，生成目标桨叶骨面，基于目标桨叶骨面获取桨叶。由此，设计出的桨叶叶型具有明显的S型特征，保证了叶型双向发电运行的流动性能，通过灵活的选取角坐标加权系数，可以实现对桨叶综合性能的合理控制。

Description

贯流可逆式机组桨叶全三维加权设计方法和装置
技术领域
本申请涉及水力机械技术领域，尤其涉及一种贯流可逆式机组桨叶全三维加权设计方法和装置。
背景技术
通常，贯流式水轮机具有流动轴向贯通、过流能力大、比转速高、运行性能良好、结构紧凑等显著特点，广泛应用于25m以下的低水头大中型内陆电站和潮汐电站中。
目前，可逆式机组具有双向工作的特点，由于在两个流动方向上最优工况点通常不重合，因此，仅从一个方向上设计机组叶型，难以保证其在相反方向上的流动性能。
因此，能够有效控制可逆式水力机组双向流动性能的转轮叶型设计理论尚不完善，满足流动和结构双重要求的空间导叶叶型设计方法还需要进一步研究。
发明内容
本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本申请的第一个目的在于提出一种贯流可逆式机组桨叶全三维加权设计方法，基于分别从正向发电工况和反向发电工况下设计出来的具有较好单向运行性能的两个桨叶叶型，兼顾其双向流动信息，提出贯流可逆式桨叶的骨面加权设计方法。该方法设计出的桨叶叶型具有明显的S型特征，保证了叶型双向发电运行的流动性能。通过灵活的选取角坐标加权系数，可以实现对桨叶综合性能的合理控制。
本申请的第二个目的在于提出一种贯流可逆式机组桨叶全三维加权设计装置。
为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种贯流可逆式机组桨叶全三维加权设计方法，包括：
获取设计参数；
根据设计参数生成正向设计桨叶骨面和反向设计桨叶骨面；
根据预设标准分别获取所述正向设计桨叶骨面对应的正向加权系数和所述反向设计桨叶骨面对应的反向加权系数；其中，所述正向加权系数和所述反向加权系数和为1；
根据所述正向设计桨叶骨面对应的角坐标、所述正向加权系数、所述反向设计桨叶骨面对应的角坐标和所述反向加权系数进行加权处理，生成目标桨叶骨面，基于所述目标桨叶骨面获取桨叶。
本申请实施例的贯流可逆式机组桨叶全三维加权设计方法，通过获取设计参数；根据设计参数生成正向设计桨叶骨面和反向设计桨叶骨面；根据预设标准分别获取正向设计桨叶骨面对应的正向加权系数和反向设计桨叶骨面对应的反向加权系数；其中，正向加权系数和反向加权系数和为1；根据正向设计桨叶骨面对应的角坐标、正向加权系数、反向设计桨叶骨面对应的角坐标和反向加权系数进行加权处理，生成目标桨叶骨面，基于目标桨叶骨面获取桨叶。由此，设计出的桨叶叶型具有明显的S型特征，保证了叶型双向发电运行的流动性能，通过灵活的选取角坐标加权系数，可以实现对桨叶综合性能的合理控制。
在本申请的一个实施例中，所述根据设计参数生成正向设计桨叶骨面和反向设计桨叶骨面，包括：
生成所述正向设计桨叶骨面的进水侧与所述反向设计桨叶骨面的出水侧，并位于活动导叶侧；
生成所述正向设计桨叶骨面的出水侧与所述反向设计桨叶骨面的进水侧，其中，i是沿流向的网格节点编号，j是垂直于流向的网格节点编号。
在本申请的一个实施例中，所述根据所述正向设计桨叶骨面对应的角坐标、所述正向加权系数、所述反向设计桨叶骨面对应的角坐标和所述反向加权系数进行加权处理，生成目标桨叶骨面，包括：
在任一(i，j)节点上，所述正向设计桨叶骨面和所述反向设计桨叶骨面具有相同的r和z，角坐标f不同；
引入角坐标加权系数a，在每个对应节点上对两个骨面叶型进行加权平均为：
f′(i,j)＝a·f1(i,j)+(1-a)·f2(i,j) (1)；
其中，f1是所述正向设计桨叶骨面上节点的角坐标，f2是所述反向设计桨叶骨面上节点的角坐标，f′是加权平均后骨面上节点的角坐标；加权系数a的取值范围是[0，1]，a＝1.0时表示所述正向设计桨叶骨面，a＝0.0时表示所述反向设计桨叶骨面；
选取目标加权系数a，按照式(1)生成所述目标桨叶骨面。
在本申请的一个实施例中，所述设计参数中的设计流量相等时，两个叶型在距离导叶侧大于预设距离阈值时的平均安放角相等，在所述导叶侧，正向设计的安放角大于反向设计。
在本申请的一个实施例中，所述正向加权系数与所述正向设计桨叶骨面的形状成正比，与所述反向设计桨叶骨面成反比。
为达上述目的，本申请第二方面实施例提出了一种贯流可逆式机组桨叶全三维加权设计装置，包括：
生成模块，用于获取设计参数，并根据所述设计参数生成正向设计桨叶骨面和反向设计桨叶骨面；
获取模块，用于根据预设标准分别获取所述正向设计桨叶骨面对应的正向加权系数和所述反向设计桨叶骨面对应的反向加权系数；其中，所述正向加权系数和所述反向加权系数和为1；
处理模块，用于根据所述正向设计桨叶骨面对应的角坐标、所述正向加权系数、所述反向设计桨叶骨面对应的角坐标和所述反向加权系数进行加权处理，生成目标桨叶骨面，基于所述目标桨叶骨面获取桨叶。
本申请实施例的贯流可逆式机组桨叶全三维加权设计装置，通过获取设计参数；根据设计参数生成正向设计桨叶骨面和反向设计桨叶骨面；根据预设标准分别获取正向设计桨叶骨面对应的正向加权系数和反向设计桨叶骨面对应的反向加权系数；其中，正向加权系数和反向加权系数和为1；根据正向设计桨叶骨面对应的角坐标、正向加权系数、反向设计桨叶骨面对应的角坐标和反向加权系数进行加权处理，生成目标桨叶骨面，基于目标桨叶骨面获取桨叶。由此，设计出的桨叶叶型具有明显的S型特征，保证了叶型双向发电运行的流动性能，通过灵活的选取角坐标加权系数，可以实现对桨叶综合性能的合理控制。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本申请实施例一所提供的一种贯流可逆式机组桨叶全三维加权设计方法的流程示意图；
图2为本申请实施例骨面加权法的示意图；
图3为本申请实施例叶片区内速度矩分布示意图
图4为本申请实施例机组双向运行效率与加权系数关系图；
图5为本申请实施例发电工况桨叶和活动导叶表面静压力分布图；
图6为本申请实施例抽水工况桨叶和活动导叶表面静压力分布图；
图7为本申请实施例所提供的一种贯流可逆式机组桨叶全三维加权设计装置的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
下面参考附图描述本申请实施例的贯流可逆式机组桨叶全三维加权设计方法和装置。
图1为本申请实施例一所提供的一种贯流可逆式机组桨叶全三维加权设计方法的流程示意图。
如图1所示，该贯流可逆式机组桨叶全三维加权设计方法包括以下步骤：
步骤101，获取设计参数，并根据设计参数生成正向设计桨叶骨面和反向设计桨叶骨面。
步骤102，根据预设标准分别获取正向设计桨叶骨面对应的正向加权系数和反向设计桨叶骨面对应的反向加权系数；其中，正向加权系数和反向加权系数和为1。
步骤103，根据正向设计桨叶骨面对应的角坐标、正向加权系数、反向设计桨叶骨面对应的角坐标和反向加权系数进行加权处理，生成目标桨叶骨面，基于目标桨叶骨面获取桨叶。
在本申请实施例中，生成正向设计桨叶骨面的进水侧与反向设计桨叶骨面的出水侧，并位于活动导叶侧；生成正向设计桨叶骨面的出水侧与反向设计桨叶骨面的进水侧，其中，i是沿流向的网格节点编号，j是垂直于流向的网格节点编号。
在本申请实施例中，在任一(i，j)节点上，正向设计桨叶骨面和反向设计桨叶骨面具有相同的r和z，角坐标f不同；
引入角坐标加权系数a，在每个对应节点上对两个骨面叶型进行加权平均为：
f′(i,j)＝a·f1(i,j)+(1-a)·f2(i,j) (1)；
其中，f1是正向设计桨叶骨面上节点的角坐标，f2是反向设计桨叶骨面上节点的角坐标，f′是加权平均后骨面上节点的角坐标；加权系数a的取值范围是[0，1]，a＝1.0时表示所述正向设计桨叶骨面，a＝0.0时表示反向设计桨叶骨面；
选取目标加权系数a，按照式(1)生成目标桨叶骨面。
在本申请实施例中，设计参数中的设计流量相等时，两个叶型在距离导叶侧大于预设距离阈值时的平均安放角相等，在导叶侧，正向设计的安放角大于反向设计。
在本申请实施例中，正向加权系数与正向设计桨叶骨面的形状成正比，与反向设计桨叶骨面成反比。
具体地，可逆式桨叶的骨面加权设计建立在正向和反向设计的桨叶骨面叶型的基础上。正向和反向发电工况下设计出的桨叶骨面形状见图2。如图2中，正向(发电工况)设计桨叶的进水侧与反向(抽水工况)设计桨叶的出水侧都位于活动导叶侧，故将其画在对应位置上；将正向设计桨叶的出水侧与反向设计桨叶的进水侧画在对应位置上，i是沿流向的网格节点编号，j是垂直于流向的网格节点编号；(2)在(i，j)节点上，正向设计桨叶骨面和反向设计桨叶骨面具有相同的r和z，只是角坐标f不同。引入角坐标加权系数a，在每个对应节点上对两个骨面叶型进行加权平均，即
f′(i,j)＝a·f1(i,j)+(1-a)·f2(i,j) (1)
式中：f1是正向设计桨叶骨面上节点的角坐标，f2是反向设计桨叶骨面上节点的角坐标，f′是加权平均后骨面上节点的角坐标；加权系数a的取值范围是[0，1]，a＝1.0时表示正向设计桨叶的骨面，a＝0.0时表示反向设计桨叶的骨面；(3)选取适当的加权系数a，按照式(1)可以得到新的桨叶骨面，见图2；(4)经过加厚，得到实际叶型。该叶型在形状上综合了两个桨叶叶型的特点，特别是进口和出口安放角兼顾了双向流动信息。加权平均后，桨叶具有明显的S型特征，更适用于双向发电运行。
为了在设计时提高双向流动性能的可控性，本发明建立的可逆式桨叶的骨面加权设计方法，能够较好的保证叶型双向发电运行的流动性能。
采用骨面加权法，对某一低水头双向贯流可逆式桨叶进行设计。设计参数见表1。
表1设计参数
Figure BDA0002842655300000051
根据由此设计参数设计的正向设计骨面叶型与反向设计骨面叶型，选取不同的加权系数得到不同的骨面形状，见图3。
对于正向设计(a＝1.0)和反向设计(a＝0.0)的叶型，根据桨叶进口和出口速度三角形分析可知，由于设计流量相等，因此，两个叶型在远离导叶侧的平均安放角相等，叶型差别不大；而在导叶侧，正向设计的安放角大于反向设计，叶型差别相对明显。选取不同的角坐标加权系数时，加权系数越大，叶型越接近正向设计；加权系数越小，叶型越接近反向设计。
选取不同的加权系数，设计得到形状不同的桨叶叶型，其流动性能也将有所差别。分别在正向和反向发电工况下对设计叶型进行全流道湍流模拟。计算工况为：设计水头2.6m，额定转速125r/min；活动导叶正向发电的开度为设计开度(70度)，反向发电的开度为能够达到最大流量的开度(95度)；桨叶根据式(1)加权平均并适当加厚得到，开度保持加权后的开度(设计开度)不变。图3为机组双向运行效率与加权系数关系的计算结果。可以看出，随着加权系数的减小，正向发电工况机组效率逐渐降低，而反向发电工况机组效率逐渐升高。这表明，通过灵活选取加权系数的数值，可以控制桨叶的双向流动性能。
由于最优工况点不重合，因此，需要兼顾双向流动特性来综合评价设计叶型的性能。目前，潮汐电站效益的评价体系尚不明确，还没有简单而统一的评价标准。本发明采用常规水轮机在性能验收试验中的加权平均效率对设计桨叶叶型的综合性能进行评价。即
Figure BDA0002842655300000061
式中：ηW是加权平均效率，η是各控制工况的机组效率，W是权重因子。对于贯流可逆式水轮机，分别选取正向和反向上的一个发电工况作为控制工况，并且权重因子相等，那么，就可以将两个工况下发电效率的平均值：
Figure BDA0002842655300000062
作为评价指标。如果以图4中的计算工况作为控制工况，那么，当加权系数为0.60左右时，机组的综合性能最好。反向发电最高效率通常要低于正向发电的最高效率，如果不希望双向流动性能存在过大差别，那么，若以控制工况下反向发电效率比正向发电低5％作为标准，当加权系数为0.53左右时满足要求。因此，与单向设计相比(a＝1.0或a＝0.0)，本发明提出的骨面加权法设计的桨叶更适于双向发电运行。并且，根据不同的评价标准，选取适当的加权系数，能够设计出满足不同综合性能要求的可逆式桨叶。
基于以上两种评价方法，当加权系数在0.53～0.60之间取值时，设计桨叶的综合发电性能较好。因此，本发明以加权系数为0.60时设计的叶型为例，对非设计工况下的性能进行计算，以获得其双向发电的最优性能。正向发电时，桨叶开度间隔5度、活动导叶开度间隔5度、水头从1.2～5.5m平均间隔0.3m选取一个计算工况点；反向发电时，桨叶开度间隔5度、活动导叶开度为达到最大流量的95度、水头从1.2～5.5m平均间隔0.3m选取一个计算工况点。计算得到的双向发电的最高效率工况参数见表2。其中，正向发电的最高效率为87.6％，反向发电的最高效率为77.6％。最优工况下，桨叶和活动导叶表面的静压力分布见图5。
表2双向发电最优工况
Figure BDA0002842655300000071
为了延长发电时间、增加发电量，在平潮时刻，即水库和海洋之间的落差接近于0时，根据水力机械流动的可逆性原理，可将机组投入正向和反向抽水，以抽水蓄能的方式工作。对加权系数为0.6时设计的桨叶叶型在抽水工况下的流动性能进行了计算研究。
进口给定法向速度边界，出口给定静压力的基准值。桨叶开度间隔5度、活动导叶开度间隔5度、扬程从0.2～1.2m平均间隔0.2m选取一个计算工况点。计算得到的双向抽水的最高效率工况参数见表3。其中，正向抽水的最高效率为81.1％，反向抽水的最高效率为74.3％，表明设计叶型可以用于双向抽水运行。最优工况下，桨叶和活动导叶表面的静压力分布见图6。
表3双向抽水最优工况
Figure BDA0002842655300000072
本申请实施例的贯流可逆式机组桨叶全三维加权设计方法，通过获取设计参数；根据设计参数生成正向设计桨叶骨面和反向设计桨叶骨面；根据预设标准分别获取正向设计桨叶骨面对应的正向加权系数和反向设计桨叶骨面对应的反向加权系数；其中，正向加权系数和反向加权系数和为1；根据正向设计桨叶骨面对应的角坐标、正向加权系数、反向设计桨叶骨面对应的角坐标和反向加权系数进行加权处理，生成目标桨叶骨面，基于目标桨叶骨面获取桨叶。由此，设计出的桨叶叶型具有明显的S型特征，保证了叶型双向发电运行的流动性能，通过灵活的选取角坐标加权系数，可以实现对桨叶综合性能的合理控制。
为了实现上述实施例，本申请还提出一种贯流可逆式机组桨叶全三维加权设计装置。
图7为本申请实施例提供的一种贯流可逆式机组桨叶全三维加权设计装置的结构示意图。
如图7所示，该贯流可逆式机组桨叶全三维加权设计装置包括：生成模块710、获取模块720和处理模块730。
生成模块710，用于获取设计参数，并根据所述设计参数生成正向设计桨叶骨面和反向设计桨叶骨面。
获取模块720，用于根据预设标准分别获取所述正向设计桨叶骨面对应的正向加权系数和所述反向设计桨叶骨面对应的反向加权系数；其中，所述正向加权系数和所述反向加权系数和为1。
处理模块730，用于根据所述正向设计桨叶骨面对应的角坐标、所述正向加权系数、所述反向设计桨叶骨面对应的角坐标和所述反向加权系数进行加权处理，生成目标桨叶骨面，基于所述目标桨叶骨面获取桨叶。
在本申请实施例中，生成模块，具体用于：生成所述正向设计桨叶骨面的进水侧与所述反向设计桨叶骨面的出水侧，并位于活动导叶侧；生成所述正向设计桨叶骨面的出水侧与所述反向设计桨叶骨面的进水侧，其中，i是沿流向的网格节点编号，j是垂直于流向的网格节点编号。
在本申请实施例中，处理模块，具体用于：在任一(i，j)节点上，所述正向设计桨叶骨面和所述反向设计桨叶骨面具有相同的r和z，角坐标f不同；引入角坐标加权系数a，在每个对应节点上对两个骨面叶型进行加权平均为：
f′(i,j)＝a·f1(i,j)+(1-a)·f2(i,j) (1)；
其中，f1是所述正向设计桨叶骨面上节点的角坐标，f2是所述反向设计桨叶骨面上节点的角坐标，f′是加权平均后骨面上节点的角坐标；加权系数a的取值范围是[0，1]，a＝1.0时表示所述正向设计桨叶骨面，a＝0.0时表示所述反向设计桨叶骨面；选取目标加权系数a，按照式(1)生成所述目标桨叶骨面。
在本申请实施例中，所述设计参数中的设计流量相等时，两个叶型在距离导叶侧大于预设距离阈值时的平均安放角相等，在所述导叶侧，正向设计的安放角大于反向设计。
在本申请实施例中，所述正向加权系数与所述正向设计桨叶骨面的形状成正比，与所述反向设计桨叶骨面成反比。
本申请实施例的贯流可逆式机组桨叶全三维加权设计装置，通过获取设计参数；根据设计参数生成正向设计桨叶骨面和反向设计桨叶骨面；根据预设标准分别获取正向设计桨叶骨面对应的正向加权系数和反向设计桨叶骨面对应的反向加权系数；其中，正向加权系数和反向加权系数和为1；根据正向设计桨叶骨面对应的角坐标、正向加权系数、反向设计桨叶骨面对应的角坐标和反向加权系数进行加权处理，生成目标桨叶骨面，基于目标桨叶骨面获取桨叶。由此，设计出的桨叶叶型具有明显的S型特征，保证了叶型双向发电运行的流动性能，通过灵活的选取角坐标加权系数，可以实现对桨叶综合性能的合理控制。
需要说明的是，前述对贯流可逆式机组桨叶全三维加权设计方法实施例的解释说明也适用于该实施例的贯流可逆式机组桨叶全三维加权设计装置，此处不再赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种贯流可逆式机组桨叶全三维加权设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取设计参数，并根据所述设计参数生成正向设计桨叶骨面和反向设计桨叶骨面；
根据预设标准分别获取所述正向设计桨叶骨面对应的正向加权系数和所述反向设计桨叶骨面对应的反向加权系数；其中，所述正向加权系数和所述反向加权系数和为1；
根据所述正向设计桨叶骨面对应的角坐标、所述正向加权系数、所述反向设计桨叶骨面对应的角坐标和所述反向加权系数进行加权处理，生成目标桨叶骨面，基于所述目标桨叶骨面获取桨叶。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据设计参数生成正向设计桨叶骨面和反向设计桨叶骨面，包括：
生成所述正向设计桨叶骨面的进水侧与所述反向设计桨叶骨面的出水侧，并位于活动导叶侧；
生成所述正向设计桨叶骨面的出水侧与所述反向设计桨叶骨面的进水侧，其中，i是沿流向的网格节点编号，j是垂直于流向的网格节点编号。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述正向设计桨叶骨面对应的角坐标、所述正向加权系数、所述反向设计桨叶骨面对应的角坐标和所述反向加权系数进行加权处理，生成目标桨叶骨面，包括：
在任一(i，j)节点上，所述正向设计桨叶骨面和所述反向设计桨叶骨面具有相同的r和z，角坐标f不同；
引入角坐标加权系数a，在每个对应节点上对两个骨面叶型进行加权平均为：
f′(i,j)＝a·f1(i,j)+(1-a)·f2(i,j) (1)；
其中，f1是所述正向设计桨叶骨面上节点的角坐标，f2是所述反向设计桨叶骨面上节点的角坐标，f′是加权平均后骨面上节点的角坐标；加权系数a的取值范围是[0，1]，a＝1.0时表示所述正向设计桨叶骨面，a＝0.0时表示所述反向设计桨叶骨面；
选取目标加权系数a，按照式(1)生成所述目标桨叶骨面。
4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，
所述设计参数中的设计流量相等时，两个叶型在距离导叶侧大于预设距离阈值时的平均安放角相等，在所述导叶侧，正向设计的安放角大于反向设计。
5.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，
所述正向加权系数与所述正向设计桨叶骨面的形状成正比，与所述反向设计桨叶骨面成反比。
6.一种贯流可逆式机组桨叶全三维加权设计装置，其特征在于，所述装置包括：
生成模块，用于获取设计参数，并根据所述设计参数生成正向设计桨叶骨面和反向设计桨叶骨面；
获取模块，用于根据预设标准分别获取所述正向设计桨叶骨面对应的正向加权系数和所述反向设计桨叶骨面对应的反向加权系数；其中，所述正向加权系数和所述反向加权系数和为1；
处理模块，用于根据所述正向设计桨叶骨面对应的角坐标、所述正向加权系数、所述反向设计桨叶骨面对应的角坐标和所述反向加权系数进行加权处理，生成目标桨叶骨面，基于所述目标桨叶骨面获取桨叶。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述生成模块，具体用于：
生成所述正向设计桨叶骨面的进水侧与所述反向设计桨叶骨面的出水侧，并位于活动导叶侧；
生成所述正向设计桨叶骨面的出水侧与所述反向设计桨叶骨面的进水侧，其中，i是沿流向的网格节点编号，j是垂直于流向的网格节点编号。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述处理模块，具体用于：
在任一(i，j)节点上，所述正向设计桨叶骨面和所述反向设计桨叶骨面具有相同的r和z，角坐标f不同；
引入角坐标加权系数a，在每个对应节点上对两个骨面叶型进行加权平均为：
f′(i,j)＝a·f1(i,j)+(1-a)·f2(i,j) (1)；
其中，f1是所述正向设计桨叶骨面上节点的角坐标，f2是所述反向设计桨叶骨面上节点的角坐标，f′是加权平均后骨面上节点的角坐标；加权系数a的取值范围是[0，1]，a＝1.0时表示所述正向设计桨叶骨面，a＝0.0时表示所述反向设计桨叶骨面；
选取目标加权系数a，按照式(1)生成所述目标桨叶骨面。
9.如权利要求6-8任一项所述的装置，其特征在于，
所述设计参数中的设计流量相等时，两个叶型在距离导叶侧大于预设距离阈值时的平均安放角相等，在所述导叶侧，正向设计的安放角大于反向设计。
10.如权利要求6-8任一项所述的装置，其特征在于，
所述正向加权系数与所述正向设计桨叶骨面的形状成正比，与所述反向设计桨叶骨面成反比。
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EP1914389A1 (de) * 2006-10-20 2008-04-23 Siemens Aktiengesellschaft Turbinenschaufel mit separatem Abdichtelement
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