CN115935525A - 用于机翼型叶片设计的方法、装置及设备 - Google Patents

用于机翼型叶片设计的方法、装置及设备 Download PDF

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CN115935525A
CN115935525A CN202110945263.XA CN202110945263A CN115935525A CN 115935525 A CN115935525 A CN 115935525A CN 202110945263 A CN202110945263 A CN 202110945263A CN 115935525 A CN115935525 A CN 115935525A
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CN
China
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camber line
mean camber
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coordinate
point
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CN202110945263.XA
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李爱新
王书春
龚东巧
王中妮
谷海洋
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Qingdao Haier Smart Technology R&D Co Ltd
Haier Smart Home Co Ltd
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Qingdao Haier Smart Technology R&D Co Ltd
Haier Smart Home Co Ltd
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Abstract

本申请涉及家电技术领域,公开一种用于机翼型叶片设计的方法、装置及设备。该方法包括:确定第一坐标系中,机翼型叶片本体横截面的第一中弧线点坐标,以及第一轮廓点坐标,其中,第一坐标系的原点为机翼型叶片本体的第一端点,横轴与第一中弧线重合;根据第二坐标系与第一坐标系之间的坐标平移,确定第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二中弧线点坐标,其中,第二坐标系与第一坐标系平行,且原点为第二中弧线的圆心;根据第二中弧线点坐标,第一轮廓点坐标,得到第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二轮廓点坐标;根据第二中弧线点坐标,第二轮廓点坐标,生成弯曲后的机翼型叶片第二横截面图形,以及弯曲后的机翼型叶片模型。

Description

用于机翼型叶片设计的方法、装置及设备
技术领域
本申请涉及智能家电技术领域,例如涉及用于机翼型叶片设计的方法、装置及设备。
背景技术
在抽油烟机风机、洗衣机等智能家电设备的产品设计开发过程中,叶轮叶片是关键零件之一。其设计制造性能直接决定了整个机器的性能。机翼型叶片是仿照飞机翼型制作的,横截面为流线型,具有强度好,安装简单,使用寿命长等优点,已广泛应用于智能家电设备中。目前,可采用手工建模的设计方法,来设计机翼型叶片。
结合图1,在手工建模进行设计时,首先,确定弯曲后的机翼型叶片横截面圆弧型的中线后,沿原机翼型叶片横截面水平直线型的中线取点A(x,0)。然后,过点A做中线的垂线,与原机翼型横截面的轮廓相交于点C(x,ye),与新的圆弧型的中线交于点B(x,yz)。过点B做圆弧型的中线切线的垂线,在该垂线上量取ye的长度,得到点D(xu,yu)。这样,点D即为原翼型点C在中线折弯变换后对应的新翼型的点。通过上述方法反复在中线上取点,变换得到新的翼型坐标点。最后,当得到足够多的点后,将点连起来即可绘制出机翼型叶轮叶片。
这种手工建模方法如果取点过少,会导致绘制出的机翼型叶片轮廓严重变形,型面控制困难,导致后续三维造型不准确。如果取足够多的点,则需要耗费大量时间,导致设计效率低。另外,在仿真过程中,需要更改叶片参数,还需要重复上述过程。并且,由于造型准确性无法保证,会影响仿真结果,从而影响叶轮参数优化结果。
发明内容
为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解,下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述,也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围,而是作为后面的详细说明的序言。
本公开实施例提供了一种用于机翼型叶片设计的方法、装置和设备,以解决机翼型叶片设计效率低的技术问题。
在一些实施例中,所述方法包括:
确定第一坐标系中,机翼型叶片本体横截面的第一中弧线上的第一中弧线点坐标,以及第一轮廓线上的第一轮廓点坐标,其中,第一坐标系的坐标原点为所述机翼型叶片本体的第一端点,横轴与所述第一中弧线重合;
根据第二坐标系与所述第一坐标系之间的坐标平移,确定所述第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二中弧线上的第二中弧线点坐标,其中,所述第二中弧线的端点分别所述第一中弧线的端点重合,所述第二中弧线的半径根据所述第一中弧线的弦长和设定折弯角确定,所述第二坐标系与所述第一坐标系平行,且坐标原点为所述第二中弧线的圆心;
根据所述第二中弧线点坐标,所述第一轮廓点坐标,得到所述第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二轮廓线上的第二轮廓点坐标;
根据所述第二中弧线点坐标,所述第二轮廓点坐标,生成弯曲后的机翼型叶片第二横截面图形,以及弯曲后的机翼型叶片模型。
在一些实施例中,所述装置包括:
本体确定模块,被配置为确定第一坐标系中,机翼型叶片本体横截面的第一中弧线上的第一中弧线点坐标,以及第一轮廓线上的第一轮廓点坐标,其中,第一坐标系的坐标原点为所述机翼型叶片本体的第一端点,横轴与所述第一中弧线重合;
折弯确定模块,被配置为根据第二坐标系与所述第一坐标系之间的坐标平移,确定所述第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二中弧线上的第二中弧线点坐标,其中,所述第二中弧线的端点分别所述第一中弧线的端点重合,所述第二中弧线的半径根据所述第一中弧线的弦长和设定折弯角确定,所述第二坐标系与所述第一坐标系平行,且坐标原点为所述第二中弧线的圆心;
轮廓确定模块,被配置为根据所述第二中弧线点坐标,所述第一轮廓点坐标,得到所述第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二轮廓线上的第二轮廓点坐标;
图形建模模块,被配置为根据所述第二中弧线点坐标,所述第二轮廓点坐标,生成弯曲后的机翼型叶片第二横截面图形,以及弯曲后的机翼型叶片模型。
在一些实施例中,所述用于机翼型叶片设计的装置,包括处理器和存储有程序指令的存储器,所述处理器被配置为在执行所述程序指令时,执行上述用于机翼型叶片设计方法。
在一些实施例中,所述设备,包括上述用于机翼型叶片设计的装置。
本公开实施例提供的用于机翼型叶片设计的方法、装置和设备,可以实现以下技术效果:
根据折弯角和折弯半径的大小,确定第二坐标系的坐标原点,并得到第二坐标系与第一坐标系之间的坐标变换关系,从而,通过坐标变换,确定第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二中弧线上第二中弧线点坐标,然后叠加机翼型叶片本体横截面的第一轮廓点坐标,得到弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二轮廓线上的第二轮廓点坐标,进而生成弯曲后的机翼型叶片第二横截面图形,以及弯曲后的机翼型叶片模型,这样,只需要确定折弯角,即可通过坐标变换,快速得到改变参数后的叶片横截面的轮廓点的坐标,提高了机翼型叶片的设计效率,并且,消除了手工取点建模的误差,提高了设计建模准确性,为后续叶轮性能仿真优化提供可靠的模型保障。
以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的,不用于限制本申请。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明,这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件,附图不构成比例限制,并且其中:
图1是本公开实施例提供的一种机翼型叶片横截面的示意图;
图2是本公开实施例提供的一种用于机翼型叶片设计方法的流程示意图;
图3是本公开实施例提供的一种用于机翼型叶片设计中坐标平移的几何示意图;
图4是本公开实施例提供的一种用于机翼型叶片设计方法的流程示意图;
图5是本公开实施例提供的一种机翼型叶片的对比示意图;
图6是本公开实施例提供的一种机翼型叶片的模型示意图;
图7是本公开实施例提供的一种机翼型叶轮的模型示意图;
图8是本公开实施例提供的一种用于机翼型叶片设计装置的结构示意图;
图9是本公开实施例提供的一种用于机翼型叶片设计装置的结构示意图。
具体实施方式
为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容,下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述,所附附图仅供参考说明之用,并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中,为方便解释起见,通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而,在没有这些细节的情况下,一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下,为简化附图,熟知的结构和装置可以简化展示。
本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
除非另有说明,术语“多个”表示两个或两个以上。
本公开实施例中,字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如,A/B表示:A或B。
术语“和/或”是一种描述对象的关联关系,表示可以存在三种关系。例如,A和/或B,表示:A或B,或,A和B这三种关系。
本公开实施例中,在确定了折弯角后,可通过坐标变换,快速得到改变参数后的叶片横截面的轮廓点的坐标,提高了机翼型叶片的设计效率,并且,消除了手工取点建模的误差,提高了设计建模准确性。并且,在仿真过程中,可多次修改叶片参数,多次快速生成机翼型叶片仿真模型,保障了造型准确性以及优化的效率。
图2是本公开实施例提供的一种用于机翼型叶片设计方法的流程示意图。
步骤201:确定第一坐标系中,机翼型叶片本体横截面的第一中弧线上的第一中弧线点坐标,以及第一轮廓线上的第一轮廓点坐标,其中,第一坐标系的坐标原点为机翼型叶片本体的第一端点,横轴与第一中弧线重合。
机翼型叶片的基本结构可以从一些相关软件中导出,例如:profili翼型设计软件,即可导出机翼型叶片所需点,在第一坐标系中的原始坐标值,从而,可根据叶片的安装尺寸,对原始坐标值进行比例缩放,得到第一坐标系中,机翼型叶片本体横截面的第一中弧线上的第一中弧线点坐标(x,0),以及第一轮廓线上的第一轮廓点坐标(x,ye)。其中,以机翼型叶片本体横截面的第一端点为坐标原点,第一中弧线为横坐标,配置第一坐标系。
图3是本公开实施例提供的一种用于机翼型叶片设计中坐标平移的几何示意图。如图3所示,以机翼型叶片本体的第一端点为坐标原点o,以第一中弧线所在的直线为横轴x,建立笛卡尔坐标系,即第一坐标系后,可导出机翼型叶片本体所需点的原始坐标,结合图1和图3,图1中,原机翼型叶片横截面即为机翼型叶片本体横截面,对应的第一端点为机翼型叶片本体的左端点,对应的水平直线型的中线即为第一中弧线,从而,第一中弧线所在的水平直线即为横轴x,这样,第一中弧线上任意点的坐标为(x,0),即第一中弧线点坐标(x,0),如图1中的A点所示,而机翼型叶片本体横截面轮廓线上任意点的坐标为(x,ye),即第一轮廓点坐标(x,ye),如图1中C点所示。
即通过翼型设计软件可导出第一坐标系中,机翼型叶片本体横截面的第一中弧线坐标,以及第一轮廓点坐标。
步骤202:根据第二坐标系与第一坐标系之间的坐标平移,确定第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二中弧线上的第二中弧线点坐标,其中,第二中弧线的端点分别第一中弧线的端点重合,第二中弧线的半径根据第一中弧线的弦长和设定折弯角确定,第二坐标系与第一坐标系平行,且坐标原点为第二中弧线的圆心。
以设定折弯角,将机翼型叶片本体进行弯曲,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二中弧线的两个端点分别与第一中弧线的两个端点重合,即第二中弧线的弦长与第一中弧线的弦长相等,如图3所示,B点所在的弧线即为第二中弧线,第二中弧线的弦长与第一中弧线的弦长都为2l,在步骤201中,根据叶片的安装尺寸,对原始坐标进行比例缩放,得到机翼型叶片本体对应的第一中弧线点坐标,同时,可根据直线型第一中弧线的右端点对应的第一中弧线点坐标,即可得到弦长2l。第一中弧线折弯后,成为了圆弧性的第二中弧线,则可以第二中弧线应的圆弧的圆心为坐标原点构建第二坐标系,第二坐标系与第一坐标系平行。这样,确定第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二中弧线上的第二中弧线点坐标包括:根据第一中弧线的弦长2l和设定折弯角2θ,确定第二中弧线的半径R,以及第一坐标系与第二坐标系之间的坐标平移公式;根据第二中弧线的半径R,坐标平移公式,以及圆弧的几何关系,确定公式(1),得到第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二中弧线上的第二中弧线点坐标(x,y)。
Figure BDA0003216428780000061
如图3所示,构建第二坐标系XOY后,由图3几何关系可得:
Figure BDA0003216428780000062
半径R的表达式为:
Figure BDA0003216428780000071
由坐标平移关系可以建立第二坐标系XOY和第一坐标系xoy之间的坐标平移公式:
Figure BDA0003216428780000072
由于(X,Y)是半径为R的圆弧上的点。由圆的几何关系可以得到:
X2+Y2=R2
将X,Y,R,a带入圆的几何关系中,即可得到折弯后圆弧型的中弧线,即第二中弧线上任意的第二中弧线点在第一坐标系xoy中的坐标表达式为:
Figure BDA0003216428780000073
可见,确定了设定折弯角,以及弦长后,通过坐标平移确定的公式(1),即可得到第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二中弧线上的第二中弧线点坐标(x,y)。
步骤203:根据第二中弧线点坐标,第一轮廓点坐标,得到第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二轮廓线上第二轮廓点坐标。
在弯曲的机翼型叶片第二横截面的第二中弧线上叠加上机翼型叶片本体第一横截面的轮廓,便可获得弯曲后的机翼型叶片第二横截面的轮廓。
在一些实施例中,得到第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二轮廓线上的第二轮廓点坐标包括:根据第二中弧线点坐标,确定第二中弧线上对应点的切线与第一坐标系中横轴的夹角φ;根据夹角φ,第一轮廓点坐标,以及公式(2),得到第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二轮廓线上的第二轮廓点坐标(xu,yu);
Figure BDA0003216428780000074
如图1中D点所示,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二轮廓点坐标(xu,yu),对应的表到式为:
Figure BDA0003216428780000081
结合图1和图3,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二中弧线上的第中弧二点可如B点,这里(x,yz)即为(x,y)。圆周切线的斜率为该点一阶导数,因此,第二中弧线上的第二中弧线点,如B(x,y),切线与x轴之间的夹角φ由下式得到:
Figure BDA0003216428780000082
从而,可确定第二中弧线上任意一点的切线与第一坐标系中横轴的夹角φ。如图1所示,lOA=x,∠1=∠φ,并且,叠加的是机翼型叶片本体第一横截面的轮廓,即可获得第一轮廓点坐标(x,ye),如C点所示,因此,lAE=yesinφ。而d1=yecosφ,d2=y,从而,可以得到:
Figure BDA0003216428780000083
可见,确定夹角φ,以及第一轮廓点坐标,即可根据公式(2),得到第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二轮廓线上的第二轮廓点坐标(xu,yu)。
步骤204:根据第二中弧线点坐标,第二轮廓点坐标,生成弯曲后的机翼型叶片第二横截面图形,以及弯曲后的机翼型叶片模型。
在一些实施例中,可将导出得到的第一中弧线点坐标,以及第一轮廓点坐标,以及计算得到的第二中弧线点坐标和第二轮廓点坐标保存,然后,将保存的数据导入三维画图软件中,例如,SolidWorks软件中,即可生成弯曲后的机翼型叶片第二横截面图形,然后,可将第二横截面图形进行拉伸,就形成了折弯角度为2θ,折弯半径为R的机翼型叶片模型。
可见,本公开实施例中,通过坐标变换,确定第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二中弧线上第二中弧线点坐标,然后叠加机翼型叶片本体横截面的第一轮廓点坐标,得到弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二轮廓点坐标,进而生成弯曲后的机翼型叶片第二横截面图形,以及弯曲后的机翼型叶片模型,这样,只需要确定折弯角,即可通过坐标变换,快速得到改变参数后的叶片横截面的轮廓点的坐标,提高了机翼型叶片的设计效率,并且,消除了手工取点建模的误差,提高了设计建模准确性,为后续叶轮性能仿真优化提供可靠的模型保障。
下面将操作流程集合到具体实施例中,举例说明本公开实施例提供的用于机翼型叶片设计过程。
本实施例中,折弯角2θ=60°。
图4是本公开实施例提供的一种用于机翼型叶片设计方法的流程示意图。结合图4,用于机翼型叶片设计的过程包括:
步骤401:从profili翼型设计软件中导出所需点在第一坐标系中对应的原始坐标值。
以机翼型叶片本体横截面的第一端点为坐标原点,第一中弧线为横坐标,配置第一坐标系
步骤402:根据叶片的安装尺寸,对原始坐标值进行比例缩放,得到第一坐标系中,机翼型叶片本体横截面的第一中弧线上第一中弧线点坐标(x,0),以及第一轮廓线上的第一轮廓点坐标(x,ye)。
图5是本公开实施例提供的一种机翼型叶片的对比示意图。如图5所示,导出了机翼型叶片本体横截面510的第一中弧线511中上第一中弧线点坐标(x,0),以及机翼型叶片本体横截面510的第一轮廓线512上第一轮廓点坐标(x,ye)。当然,也知道了机翼型叶片本体横截面的第一中弧线511的弦长2l。
步骤403:通过公式(1),得到第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二中弧线上的第二中弧线点坐标(x,y)。
Figure BDA0003216428780000091
2θ=60,
Figure BDA0003216428780000092
如图5所示,R=100cm,从而,在Matlab软件中,通过公式(1),可得到机翼型叶片第二横截面520的第二中弧线521上任意点坐标(x,y)。
步骤404:根据第二中弧线点坐标,确定第二中弧线上对应点的切线与第一坐标系中横轴的夹角φ。
步骤405:根据夹角φ,第一轮廓点坐标,以及公式(2),得到第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二轮廓线上的第二轮廓点坐标(xu,yu);
Figure BDA0003216428780000101
同样,在Matlab软件中,计算得到了第二轮廓点坐标(xu,yu)。
步骤406:将导出得到的第一中弧线点坐标,以及第一轮廓点坐标,以及计算得到的第二中弧线点坐标和第二轮廓点坐标保存到对应的数据文件中。
例如:在Matlab软件中,保存为lunkuo.txt文件。
步骤407:在SolidWorks软件中,导入数据文件,生成弯曲后的机翼型叶片第二横截面图形。
在SolidWorks软件中,使用“插入”、“曲线”,再选择“通过XYZ点的曲线”,将“lunkuo.txt”文件中的数据自动导入,在SolidWorks界面上形成上、下轮廓曲线,即得到如图5所示的弯曲后的机翼型叶片第二横截面图形520。
步骤408:将第二横截面图形进行拉伸,就形成了折弯角度为2θ,折弯半径为R的机翼型叶片模型。
可见,本实施例中,在Matlab软件中,输入设定的折弯角度,通过根据坐标平移确定的公式(1),即可确定第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二中弧线点坐标,然后叠加机翼型叶片本体横截面的第一轮廓点坐标,得到弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二轮廓点坐标,进而生成弯曲后的机翼型叶片第二横截面图形,以及弯曲后的机翼型叶片模型,这样,只需要确定折弯角,即可通过坐标变换,快速得到改变参数后的叶片横截面的轮廓点的坐标,提高了机翼型叶片的设计效率,并且,消除了手工取点建模的误差,提高了设计建模准确性。
在进行设计的过程中,生成的弯曲后的机翼型叶片模型可如图6所示,而多个机翼型叶片,即可组成智能家电设备中的机翼型叶轮,可如图7所示。但是在设计仿真测试过程中,可能需要多次调整机翼型叶片的参数,因此,更改折弯角2θ后,即可继续根据上述步骤403-408,生成对应的机翼型叶片模型,从而,进一步提高了机翼型叶片的设计效率,以及设计建模的可重复性以及准确性。
根据上述用于机翼型叶片设计的过程,可构建一种用于机翼型叶片设计的装置。
图8是本公开实施例提供的一种用于机翼型叶片设计装置的结构示意图。如图8所示,用于机翼型叶片设计装置包括:本体确定模块810、折弯确定模块820、轮廓确定模块830以及图形建模模块840。
本体确定模块810,被配置为确定第一坐标系中,机翼型叶片本体横截面的第一中弧线上的第一中弧线点坐标,以及第一轮廓线上的第一轮廓点坐标,其中,第一坐标系的坐标原点为机翼型叶片本体的第一端点,横轴与第一中弧线重合。
折弯确定模块820,被配置为根据第二坐标系与第一坐标系之间的坐标平移,确定第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二中弧线上的第二中弧线点坐标,其中,第二中弧线的端点分别第一中弧线的端点重合,第二中弧线的半径根据第一中弧线的弦长和设定折弯角确定,第二坐标系与第一坐标系平行,且坐标原点为第二中弧线的圆心。
轮廓确定模块830,被配置为根据第二中弧线点坐标,第一轮廓点坐标,得到第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二轮廓线上的第二轮廓点坐标。
图形建模模块840,被配置为根据第二中弧线点坐标,第二轮廓点坐标,生成弯曲后的机翼型叶片第二横截面图形,以及弯曲后的机翼型叶片模型。
在一些实施例中,本体确定模块810包括:
导出单元,被配置为导出机翼型叶片所需点,在第一坐标系中的原始坐标值,其中,第一坐标系的坐标原点为机翼型叶片本体的第一端点,横轴与第一中弧线重合。
缩放单元,被配置为根据叶片的安装尺寸,对原始坐标值进行比例缩放,得到第一坐标系中,机翼型叶片本体横截面的第一中弧线上的第一中弧线点坐标(x,0),以及第一轮廓线上的第一轮廓点坐标(x,ye)。
在一些实施例中,折弯确定模块820包括:
平移单元,被配置为根据第一中弧线的弦长2l和设定折弯角2θ确定第二中弧线的半径R,以及第一坐标系与第二坐标系之间的坐标平移公式。
弯曲确定单元,被配置为根据第二中弧线的半径R,坐标平移公式,以及圆弧的几何关系,确定公式(1),得到第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二中弧线上的第二中弧线点坐标(x,y)。
Figure BDA0003216428780000121
在一些实施例中,轮廓确定模块830包括:
夹角确定单元,被配置为根据第二中弧线点坐标,确定第二中弧线上对应点的切线与第一坐标系中横轴的夹角φ。
轮廓确定单元,被配置为根据夹角φ,第一轮廓点坐标,以及公式(2),得到第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二轮廓线上的第二轮廓点坐标(xu,yu)。
Figure BDA0003216428780000122
可见,本实施例中,用于机翼型叶片设计装置通过坐标变换,确定第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二中弧线点坐标,然后叠加机翼型叶片本体横截面的第一轮廓点坐标,得到弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二轮廓点坐标,进而生成弯曲后的机翼型叶片第二横截面图形,以及弯曲后的机翼型叶片模型,这样,只需要确定折弯角,即可通过坐标变换,快速得到改变参数后的叶片横截面的轮廓点的坐标,提高了机翼型叶片的设计效率,并且,消除了手工取点建模的误差,提高了设计建模准确性,为后续叶轮性能仿真优化提供可靠的模型保障。
本公开实施例提供了一种用于机翼型叶片设计的装置,其结构如图9所示,包括:
处理器(processor)1000和存储器(memory)1001,还可以包括通信接口(Communication Interface)1002和总线1003。其中,处理器1000、通信接口1002、存储器1001可以通过总线1003完成相互间的通信。通信接口1002可以用于信息传输。处理器1000可以调用存储器1001中的逻辑指令,以执行上述实施例的用于机翼型叶片设计的方法。
此外,上述的存储器1001中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
存储器1001作为一种计算机可读存储介质,可用于存储软件程序、计算机可执行程序,如本公开实施例中的方法对应的程序指令/模块。处理器1000通过运行存储在存储器1001中的程序指令/模块,从而执行功能应用以及数据处理,即实现上述方法实施例中的用于机翼型叶片设计的方法。
存储器1001可包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序;存储数据区可存储根据终端设备的使用所创建的数据等。此外,存储器1001可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器。
本公开实施例提供了一种用于机翼型叶片设计装置,包括:处理器和存储有程序指令的存储器,处理器被配置为在执行程序指令时,执行用于机翼型叶片设计方法。
本公开实施例提供了一种设备,包括上述用于机翼型叶片设计装置。
本公开实施例提供了一种计算机可读存储介质,存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令设置为执行上述用于机翼型叶片设计方法。
本公开实施例提供了一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,当所述程序指令被计算机执行时,使所述计算机执行上述用于机翼型叶片设计方法。
上述的计算机可读存储介质可以是暂态计算机可读存储介质,也可以是非暂态计算机可读存储介质。
本公开实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括一个或多个指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本公开实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质可以是非暂态存储介质,包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等多种可以存储程序代码的介质,也可以是暂态存储介质。
以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例,以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求,否则单独的部件和功能是可选的,并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开实施例的范围包括权利要求书的整个范围,以及权利要求书的所有可获得的等同物。当用于本申请中时,虽然术语“第一”、“第二”等可能会在本申请中使用以描述各元件,但这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区别开。比如,在不改变描述的含义的情况下,第一元件可以叫做第二元件,并且同样第,第二元件可以叫做第一元件,只要所有出现的“第一元件”一致重命名并且所有出现的“第二元件”一致重命名即可。第一元件和第二元件都是元件,但可以不是相同的元件。而且,本申请中使用的用词仅用于描述实施例并且不用于限制权利要求。如在实施例以及权利要求的描述中使用的,除非上下文清楚地表明,否则单数形式的“一个”(a)、“一个”(an)和“所述”(the)旨在同样包括复数形式。类似地,如在本申请中所使用的术语“和/或”是指包含一个或一个以上相关联的列出的任何以及所有可能的组合。另外,当用于本申请中时,术语“包括”(comprise)及其变型“包括”(comprises)和/或包括(comprising)等指陈述的特征、整体、步骤、操作、元素,和/或组件的存在,但不排除一个或一个以上其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或这些的分组的存在或添加。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个…”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中,每条实施例重点说明的可以是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分可以互相参见。对于实施例公开的方法、产品等而言,如果其与实施例公开的方法部分相对应,那么相关之处可以参见方法部分的描述。
本领域技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,可以取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。所述技术人员可以对每条特定的应用来使用不同方法以实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本公开实施例的范围。所述技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
本文所披露的实施例中,所揭露的方法、产品(包括但不限于装置、设备等),可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,可以仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另外,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例。另外,在本公开实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,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单元中。
附图中的流程图和框图显示了根据本公开实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每条方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分,所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这可以依所涉及的功能而定。在附图中的流程图和框图所对应的描述中,不同的方框所对应的操作或步骤也可以以不同于描述中所披露的顺序发生,有时不同的操作或步骤之间不存在特定的顺序。例如,两个连续的操作或步骤实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这可以依所涉及的功能而定。框图和/或流程图中的每条方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

Claims (10)

1.一种用于机翼型叶片设计的方法,其特征在于,包括:
确定第一坐标系中,机翼型叶片本体横截面的第一中弧线上的第一中弧线点坐标,以及第一轮廓线上的第一轮廓点坐标,其中,第一坐标系的坐标原点为所述机翼型叶片本体的第一端点,横轴与所述第一中弧线重合;
根据第二坐标系与所述第一坐标系之间的坐标平移,确定所述第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二中弧线上的第二中弧线点坐标,其中,所述第二中弧线的端点分别所述第一中弧线的端点重合,所述第二中弧线的半径根据所述第一中弧线的弦长和设定折弯角确定,所述第二坐标系与所述第一坐标系平行,且坐标原点为所述第二中弧线的圆心;
根据所述第二中弧线点坐标,所述第一轮廓点坐标,得到所述第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二轮廓线上的第二轮廓点坐标;
根据所述第二中弧线点坐标,所述第二轮廓点坐标,生成弯曲后的机翼型叶片第二横截面图形,以及弯曲后的机翼型叶片模型。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定第一坐标系中,机翼型叶片本体横截面的第一中弧线上的第一中弧线点坐标,以及第一轮廓线上的第一轮廓点坐标包括:
导出机翼型叶片所需点,在所述第一坐标系中的原始坐标值,其中,第一坐标系的坐标原点为所述机翼型叶片本体的第一端点,横轴与所述第一中弧线重合;
根据叶片的安装尺寸,对所述原始坐标值进行比例缩放,得到所述第一坐标系中,机翼型叶片本体横截面的第一中弧线上的第一中弧线点坐标(x,0),以及第一轮廓线上的第一轮廓点坐标(x,ye)。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定所述第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二中弧线上的第二中弧线点坐标包括:
根据所述第一中弧线的弦长2l和所述设定折弯角2θ,确定所述第二中弧线的半径R,以及所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的坐标平移公式;
根据所述第二中弧线的半径R,所述坐标平移公式,以及圆弧的几何关系,确定公式(1),得到所述第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二中弧线上的第二中弧线点坐标(x,);
Figure FDA0003216428770000021
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述得到所述第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二轮廓线上的第二轮廓点坐标包括:
根据所述第二中弧线点坐标,确定第二中弧线上对应点的切线与所述第一坐标系中横轴的夹角φ;
根据所述夹角φ,所述第一轮廓点坐标,以及公式(2),得到所述第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二轮廓线上的第二轮廓点坐标(xu,yu);
Figure FDA0003216428770000022
5.一种用于机翼型叶片设计的装置,其特征在于,包括:
本体确定模块,被配置为确定第一坐标系中,机翼型叶片本体横截面的第一中弧线上的第一中弧线点坐标,以及第一轮廓线上的第一轮廓点坐标,其中,第一坐标系的坐标原点为所述机翼型叶片本体的第一端点,横轴与所述第一中弧线重合;
折弯确定模块,被配置为根据第二坐标系与所述第一坐标系之间的坐标平移,确定所述第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二中弧线上的第二中弧线点坐标,其中,所述第二中弧线的端点分别所述第一中弧线的端点重合,所述第二中弧线的半径根据所述第一中弧线的弦长和设定折弯角确定,所述第二坐标系与所述第一坐标系平行,且坐标原点为所述第二中弧线的圆心;
轮廓确定模块,被配置为根据所述第二中弧线点坐标,所述第一轮廓点坐标,得到所述第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二轮廓线上的第二轮廓点坐标;
图形建模模块,被配置为根据所述第二中弧线点坐标,所述第二轮廓点坐标,生成弯曲后的机翼型叶片第二横截面图形,以及弯曲后的机翼型叶片模型。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述本体确定模块包括:
导出单元,被配置为导出机翼型叶片所需点,在所述第一坐标系中的原始坐标值,其中,第一坐标系的坐标原点为所述机翼型叶片本体的第一端点,横轴与所述第一中弧线重合;
缩放单元,被配置为根据叶片的安装尺寸,对所述原始坐标值进行比例缩放,得到所述第一坐标系中,机翼型叶片本体横截面的第一中弧线上的第一中弧线点坐标(x,0),以及第一轮廓线上的第一轮廓点坐标(x,ye)。
7.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述折弯确定模块包括:
平移单元,被配置为根据所述第一中弧线的弦长2l和所述设定折弯角2θ确定所述第二中弧线的半径R,以及所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的坐标平移公式;
弯曲确定单元,被配置为根据所述第二中弧线的半径R,所述坐标平移公式,以及圆弧的几何关系,确定公式(1),得到所述第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二中弧线上的第二中弧线点坐标(x,);
Figure FDA0003216428770000031
8.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述轮廓确定模块包括:
夹角确定单元,被配置为根据所述第二中弧线点坐标,确定第二中弧线上对应点的切线与所述第一坐标系中横轴的夹角φ;
轮廓确定单元,被配置为根据所述夹角φ,所述第一轮廓点坐标,以及公式(2),得到所述第一坐标系中,弯曲后的机翼型叶片第二横截面的第二轮廓线上的第二轮廓点坐标(xu,yu);
Figure FDA0003216428770000032
9.一种用于机翼型叶片设计的装置,该装置包括处理器和存储有程序指令的存储器,其特征在于,所述处理器被配置为在执行所述程序指令时,执行如权利要求1至4任一项所述用于机翼型叶片设计的方法。
10.一种设备,其特征在于,包括:如权利要求5或9所述用于机翼型叶片设计的装置。
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