CN116011089A - 涡轮导叶层板冷却结构设计方法及装置、终端和存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开涉及航空发动机叶片设计技术领域，尤其涉及一种涡轮导叶层板冷却结构设计方法及装置、终端和存储介质。其中，该涡轮导叶层板冷却结构设计方法，包括：获取叶片型线二维参数和叶片冷却三维参数；根据叶片二维设计参数进行叶片型线二维设计，得到目标叶片二维结构；基于目标叶片二维结构，根据叶片冷却三维参数进行叶片三维冷却设计，得到目标涡轮导叶层板冷却结构。采用上述方案的本公开可以减少涡轮导叶层板冷却结构的设计周期、工作量和错误率，简化设计操作并提高设计效率。

Description

涡轮导叶层板冷却结构设计方法及装置、终端和存储介质

技术领域

本公开涉及航空发动机叶片设计技术领域，尤其涉及一种涡轮导叶层板冷却结构设计方 法及装置、终端和存储介质。

背景技术

对于涡扇发动机而言，提高涡轮进口燃气温度对于改善发动机性能，如增大发动机推力， 提高发动机的效率和发动机的推重比都具有极其重要的意义。然而，涡轮进口燃气温度却受 涡轮材料的耐热能力所限制。相关技术中，先进航空涡扇发动机的涡轮进口燃气温度已经达到1800K～2050K，超出了耐高温叶片材料可承受的极限温度，所以必须采用有效的冷却方式 来降低涡轮叶片的壁面温度。在所有的冷却方式中，层板冷却是集气膜冷却、冲击冷却、对 流冷却、扰流柱强化等冷却技术于一身,具有大幅提高涡轮前燃气温度、冷却效率高等优点。

然而，要在层板型涡轮冷却叶片上实现扰流柱、冲击孔、气膜孔等冷却结构阵列的综合 建模，就要对各类冷却结构进行位置和轴线方向的定位。而使用三维建模软件逐个设计涡轮 导叶层板冷却结构的设计周期长、人工工作量大，并且存在大量繁琐的操作、容易发生错误。

发明内容

本公开提供了一种涡轮导叶层板冷却结构设计方法及装置、终端和存储介质，主要目的 在于减少涡轮导叶层板冷却结构的设计周期、工作量和错误率，简化设计操作并提高设计效 率。

根据本公开的一方面，提供了一种涡轮导叶层板冷却结构设计方法，包括：

获取叶片型线二维参数和叶片冷却三维参数；

根据所述叶片型线二维参数进行叶片型线二维设计，得到目标叶片二维结构；

基于所述目标叶片二维结构，根据所述叶片冷却三维参数进行叶片三维冷却设计，得到 目标涡轮导叶层板冷却结构。

可选地，在本公开的一个实施例中，所述叶片型线二维参数包括型线偏移参数，隔板参 数和劈缝设计参数，所述根据所述叶片型线二维参数进行叶片二维型线设计，得到目标叶片 二维结构；包括：

获取初始叶片二维型线；

根据所述型线偏移参数，在所述初始叶片二维型线的基础上进行型线偏移设计，得到第 一叶片二维型线；

根据所述隔板设计参数，在所述第一叶片二维型线的基础上生成至少一个隔板，得到第 二叶片二维型线；

根据所述劈缝设计参数，在所述第二叶片二维型线的基础上进行劈缝设计，得到目标叶 片二维结构。

可选地，在本公开的一个实施例中，所述型线偏移参数包括第一层偏置设计参数、第二 层偏置设计参数和第三层偏置设计参数，所述根据所述型线偏移参数，在所述初始叶片二维 型线的基础上进行型线偏移设计，得到第一叶片二维型线，包括：

在所述初始叶片二维型线中创建第一控制点集合；

根据所述第一层偏置设计参数，对所述第一控制点集合中至少一个第一控制点的坐标进 行调整，得到第三叶片二维型线；

在所述第三叶片二维型线中创建第二控制点集合；

根据所述第二层偏置设计参数，对所述第二控制点集合中至少一个第二控制点的坐标进行调整，得到第四叶片二维型线；

在所述第四叶片二维型线中创建第三控制点集合；

根据所述第三层偏置设计参数，对所述第三控制点集合中至少一个第三控制点的坐标进 行调整，得到所述第一叶片二维型线。

可选地，在本公开的一个实施例中，所述隔板参数包括至少一个隔板参数组，所述隔板 参数组包括隔板坐标、隔板厚度、隔板角度、冲击壁厚、前倒角、后倒角，根据所述隔板参 数组，在所述第一叶片二维型线的基础上根据以下步骤生成隔板：

根据所述隔板坐标确定所述隔板的位置；

根据所述隔板角度，确定所述隔板的方向；

根据所述前倒角和所述后倒角，确定所述隔板的倒角半径；

根据所述隔板厚度、所述冲击壁厚、所述隔板的位置、所述隔板的方向和所述隔板的倒 角半径确定所述隔板对应的腔室的壁面轮廓线，以及所述隔板对应的冲击套筒的壁面轮廓 线。

可选地，在本公开的一个实施例中，所述劈缝设计参数包括劈缝宽度、吸力侧厚度、吸 力侧过度参数、压力侧过度参数，所述根据所述劈缝设计参数，在所述第二叶片二维型线的 基础上进行劈缝设计，包括：

根据所述劈缝宽度和所述吸力侧厚度，确定所述劈缝的坐标；

对所述劈缝进行几何参数化；

根据所述吸力侧过度参数和所述压力侧过度参数，控制所述劈缝的过渡段变形程度。

可选地，在本公开的一个实施例中，所述叶片冷却三维参数包括流道设计参数、缘板设 计参数、固定设计参数，所述涡轮导叶层板冷却结构包括流体域模型和固体域模型，所述基 于所述目标叶片二维结构，根据所述叶片冷却三维参数进行叶片三维冷却设计，得到涡轮导叶层板冷却结构，包括：

根据所述叶片冷却三维参数，基于所述目标叶片二维结构，生成目标叶片三维模型；

根据所述流道设计参数，基于所述叶片三维模型，生成所述流体域模型；

根据所述缘板设计参数，生成缘板结构；

根据所述固定设计参数，在所述缘板结构上生成安装接触模型；

根据所述安装接触模型和所述目标叶片三维模型，生成所述固体域模型。

可选地，在本公开的一个实施例中，所述叶片冷却三维参数包括扰流柱设计参数、气膜 孔设计参数、冲击孔设计参数，所述根据所述叶片冷却三维参数，基于所述目标叶片二维结 构，生成目标叶片三维模型，包括：

根据所述扰流柱设计参数，生成圆柱列结构；

根据所述气膜孔设计参数，生成气膜孔列结构；

根据所述冲击孔设计参数，生成冲击孔列结构；

基于所述目标叶片二维结构、所述圆柱列结构、所述气膜孔列结构、所述冲击孔列结构， 生成所述目标叶片三维模型。

根据本公开的另一方面，提供了一种涡轮导叶层板冷却结构设计装置，包括：

参数获取模块，用于获取叶片型线二维参数和叶片冷却三维参数；

二维设计模块，用于根据所述叶片型线二维参数进行叶片型线二维设计，得到目标叶片 二维结构；

三维设计模块，用于基于所述目标叶片二维结构，根据所述叶片冷却三维参数进行叶片 三维冷却设计，得到目标涡轮导叶层板冷却结构。

可选地，在本公开的一个实施例中，所述叶片型线二维参数包括型线偏移参数，隔板参 数和劈缝设计参数，所述二维设计模块包括型线获取子模块、偏移设计子模块、隔板设计子 模块和劈缝设计子模块，所述二维设计模块用于根据所述叶片型线二维参数进行叶片二维型线设计，得到目标叶片二维结构时：

所述型线获取子模块，用于获取初始叶片二维型线；

所述偏移设计子模块，用于根据所述型线偏移参数，在所述初始叶片二维型线的基础上 进行型线偏移设计，得到第一叶片二维型线；

所述隔板设计子模块，用于根据所述隔板设计参数，在所述第一叶片二维型线的基础上 生成至少一个隔板，得到第二叶片二维型线；

所述劈缝设计子模块，用于根据所述劈缝设计参数，在所述第二叶片二维型线的基础上 进行劈缝设计，得到目标叶片二维结构。

可选地，在本公开的一个实施例中，所述型线偏移参数包括第一层偏置设计参数、第二 层偏置设计参数和第三层偏置设计参数，所述偏移设计子模块，用于根据所述型线偏移参数， 在所述初始叶片二维型线的基础上进行型线偏移设计，得到第一叶片二维型线时，具体用于：

在所述初始叶片二维型线中创建第一控制点集合；

根据所述第一层偏置设计参数，对所述第一控制点集合中至少一个第一控制点的坐标进 行调整，得到第三叶片二维型线；

在所述第三叶片二维型线中创建第二控制点集合；

根据所述第二层偏置设计参数，对所述第二控制点集合中至少一个第二控制点的坐标进 行调整，得到第四叶片二维型线；

在所述第四叶片二维型线中创建第三控制点集合；

根据所述第三层偏置设计参数，对所述第三控制点集合中至少一个第三控制点的坐标进 行调整，得到所述第一叶片二维型线。

可选地，在本公开的一个实施例中，所述隔板参数包括至少一个隔板参数组，所述隔板 参数组包括隔板坐标、隔板厚度、隔板角度、冲击壁厚、前倒角、后倒角，所述隔板设计子 模块用于根据所述隔板参数组，在所述第一叶片二维型线的基础上生成隔板时，具体用于：

根据所述隔板坐标确定所述隔板的位置；

根据所述隔板角度，确定所述隔板的方向；

根据所述前倒角和所述后倒角，确定所述隔板的倒角半径；

根据所述隔板厚度、所述冲击壁厚、所述隔板的位置、所述隔板的方向和所述隔板的倒 角半径确定所述隔板对应的腔室的壁面轮廓线，以及所述隔板对应的冲击套筒的壁面轮廓 线。

可选地，在本公开的一个实施例中，所述劈缝设计参数包括劈缝宽度、吸力侧厚度、吸 力侧过度参数、压力侧过度参数，所述劈缝设计子模块，用于根据所述劈缝设计参数，在所 述第二叶片二维型线的基础上进行劈缝设计时，具体用于：

根据所述劈缝宽度和所述吸力侧厚度，确定所述劈缝的坐标；

对所述劈缝进行几何参数化；

根据所述吸力侧过度参数和所述压力侧过度参数，控制所述劈缝的过渡段变形程度。

可选地，在本公开的一个实施例中，所述叶片冷却三维参数包括流道设计参数、缘板设 计参数、固定设计参数，所述涡轮导叶层板冷却结构包括流体域模型和固体域模型，所述三 维设计模块包括模型生成子模块、缘板设计子模块和固定设计子模块，所述三维设计模块用于基于所述目标叶片二维结构，根据所述叶片冷却三维参数进行叶片三维冷却设计，得到涡 轮导叶层板冷却结构时：

所述模型生成子模块，用于根据所述叶片冷却三维参数，基于所述目标叶片二维结构， 生成目标叶片三维模型；

所述模型生成子模块，还用于根据所述流道设计参数，基于所述叶片三维模型，生成所 述流体域模型；

所述缘板设计子模块，用于根据所述缘板设计参数，生成缘板结构；

所述固定设计子模块，用于根据所述固定设计参数，在所述缘板结构上生成安装接触模 型；

所述模型生成子模块，还用于根据所述安装接触模型和所述目标叶片三维模型，生成所 述固体域模型。

可选地，在本公开的一个实施例中，所述叶片冷却三维参数包括扰流柱设计参数、气膜 孔设计参数、冲击孔设计参数，所述模型生成子模块，用于根据所述叶片冷却三维参数，基 于所述目标叶片二维结构，生成目标叶片三维模型时，具体用于：

根据所述扰流柱设计参数，生成圆柱列结构；

根据所述气膜孔设计参数，生成气膜孔列结构；

根据所述冲击孔设计参数，生成冲击孔列结构；

基于所述目标叶片二维结构、所述圆柱列结构、所述气膜孔列结构、所述冲击孔列结构， 生成所述目标叶片三维模型。

根据本公开的另一方面，提出了一种终端，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理 器执行，以使所述至少一个处理器能够执行前述一方面中任一项所述的方法。

根据本公开的另一方面，提出了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质， 其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行前述一方面中任一项所述的方法。

根据本公开的另一方面，提出了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程 序在被处理器执行时实现前述一方面中任一项所述的方法。

在本公开一个或多个实施例中，通过获取叶片型线二维参数和叶片冷却三维参数；根据 叶片型线二维参数进行叶片型线二维设计，得到目标叶片二维结构；基于目标叶片二维结构， 根据叶片冷却三维参数进行叶片三维冷却设计，得到目标涡轮导叶层板冷却结构。因此，通 过根据获取的叶片型线二维参数和叶片冷却三维参数快速输出对应的目标涡轮导叶层板冷 却结构，可以提高气热固耦合的计算效率、可以减少涡轮导叶层板冷却结构的设计周期、工作量和错误率，简化设计操作并提高设计效率。

本公开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，或通过本公开的实践了解到。

附图说明

本公开上述的和/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示出本公开实施例提供的第一种涡轮导叶层板冷却结构设计方法的流程示意图；

图2示出本公开实施例提供的第二种涡轮导叶层板冷却结构设计方法的流程示意图；

图3示出本公开实施例提供的第一种涡轮导叶层板冷却结构设计界面的展示示意图；

图4示出本公开实施例提供的第二种涡轮导叶层板冷却结构设计界面的展示示意图；

图5示出本公开实施例提供的第三种涡轮导叶层板冷却结构设计界面的展示示意图；

图6示出本公开实施例提供的第四种涡轮导叶层板冷却结构设计界面的展示示意图；

图7示出本公开实施例提供的第五种涡轮导叶层板冷却结构设计界面的展示示意图；

图8示出本公开实施例提供的第六种涡轮导叶层板冷却结构设计界面的展示示意图；

图9示出本公开实施例提供的第七种涡轮导叶层板冷却结构设计界面的展示示意图；

图10示出本公开实施例提供的第八种涡轮导叶层板冷却结构设计界面的展示示意图；

图11示出本公开实施例提供的第九种涡轮导叶层板冷却结构设计界面的展示示意图；

图12示出本公开实施例提供的第十种涡轮导叶层板冷却结构设计界面的展示示意图；

图13示出本公开实施例提供的第十一种涡轮导叶层板冷却结构设计界面的展示示意图；

图14示出本公开实施例提供的第十二种涡轮导叶层板冷却结构设计界面的展示示意图；

图15示出本公开实施例提供的第十三种涡轮导叶层板冷却结构设计界面的展示示意图；

图16示出本公开实施例提供的第十四种涡轮导叶层板冷却结构设计界面的展示示意图；

图17示出本公开实施例提供的第十五种涡轮导叶层板冷却结构设计界面的展示示意图；

图18示出本公开实施例提供的第十六种涡轮导叶层板冷却结构设计界面的展示示意图；

图19示出本公开实施例提供的第十七种涡轮导叶层板冷却结构设计界面的展示示意图；

图20示出本公开实施例提供的第一种涡轮导叶层板冷却结构设计装置的结构示意图；

图21示出本公开实施例提供的第二种涡轮导叶层板冷却结构设计装置的结构示意图；

图22示出本公开实施例提供的第三种涡轮导叶层板冷却结构设计装置的结构示意图；

图23是用来实现本申请实施例的涡轮导叶层板冷却结构设计方法的终端的框图。

具体实施方式

下面详细描述本公开的实施例，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，仅用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。相反，本公开的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

下面结合具体的实施例对本申请进行详细说明。

在第一个实施例中，如图1所示，图1示出本公开实施例提供的第一种涡轮导叶层板冷 却结构设计方法的流程示意图，该方法可依赖于计算机程序实现，可运行于进行涡轮导叶层 板冷却结构设计的装置上。该计算机程序可集成在应用中，也可作为独立的工具类应用运行。

其中，涡轮导叶层板冷却结构设计装置可以是具有涡轮导叶层板冷却结构设计功能的终 端，该终端包括但不限于：可穿戴设备、手持设备、个人电脑、平板电脑、车载设备、智能 手机、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备等。在不同的网络中终端可以叫做不同的名称，例如：用户设备、接入终端、用户单元、用户站、移动站、移动台、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、终端、无线通信设备、用户代理或用户装置、蜂窝电话、 无绳电话、个人数字处理(personal digital assistant，PDA)、第五代移动通信技术(5thGeneration Mobile Communication Technology，5G)网络、第四代移动通信技术(the 4thgeneration mobile communication technology，4G)网络、第三代移动通信技术(3rd-Generation， 3G)网络或未来演进网络中的终端等。

具体的，该涡轮导叶层板冷却结构设计方法包括：

S101，获取叶片型线二维参数和叶片冷却三维参数；

根据一些实施例，叶片型线二维参数指的是终端进行叶片型线二维设计时采用的参数。 该叶片型线二维参数并不特指某一固定参数。该叶片型线二维参数包括但不限于型线偏移参 数，隔板参数和劈缝设计参数等等。

在一些实施例中，叶片冷却三维参数指的是终端进行涡轮导叶层板冷却结构设计时采用 的参数。该叶片冷却三维参数并不特指某一固定参数。该叶片冷却三维参数包括但不限于流 道设计参数、缘板设计参数、固定设计参数、扰流柱设计参数、气膜孔设计参数、冲击孔设计参数等等。

易于理解的是，当终端进行涡轮导叶层板冷却结构设计时，终端可以获取叶片型线二维 参数和叶片冷却三维参数。

S102，根据叶片型线二维参数进行叶片型线二维设计，得到目标叶片二维结构；

根据一些实施例，目标叶片二维结构指的是终端采用叶片型线二维参数进行叶片型线二 维设计时得到的叶片二维结构。该目标叶片二维结构并不特指某一固定结构。例如，当叶片 型线二维参数发生变化时，该目标叶片二维结构可以发生变化。

易于理解的是，当终端获取到叶片型线二维参数时，终端可以根据该叶片型线二维参数 进行叶片型线二维设计，得到目标叶片二维结构。

S103，基于目标叶片二维结构，根据叶片冷却三维参数进行叶片三维冷却设计，得到目标涡轮导叶层板冷却结构。

根据一些实施例，目标涡轮导叶层板冷却结构指的是终端在目标叶片二维结构的基础 上，采用叶片冷却三维参数进行叶片三维冷却设计时得到的涡轮导叶层板冷却结构。该目标 涡轮导叶层板冷却结构并不特指某一固定结构。例如，当叶片冷却三维参数发生变化时，该目标涡轮导叶层板冷却结构可以发生变化。当目标叶片二维结构发生变化时，该目标涡轮导 叶层板冷却结构也可以发生变化。

易于理解的是，当终端获取到叶片冷却三维参数和目标叶片二维结构时，终端可以基于 目标叶片二维结构，根据叶片冷却三维参数进行叶片三维冷却设计，得到目标涡轮导叶层板 冷却结构。

综上，本公开实施例提出的方法，通过获取叶片型线二维参数和叶片冷却三维参数；根 据叶片二维设计参数进行叶片型线二维设计，得到目标叶片二维结构；基于目标叶片二维结 构，根据叶片冷却三维参数进行叶片三维冷却设计，得到目标涡轮导叶层板冷却结构。因此，通过根据获取的叶片型线二维参数和叶片冷却三维参数快速输出对应的目标涡轮导叶层板 冷却结构，可以提高气热固耦合的计算效率、可以减少涡轮导叶层板冷却结构的设计周期、 工作量和错误率，简化设计操作并提高设计效率。

请参见图2，图2示出本公开实施例提供的第二种涡轮导叶层板冷却结构设计方法的流 程示意图。

具体的，该涡轮导叶层板冷却结构设计方法，包括：

S201，获取叶片型线二维参数、叶片冷却三维参数和初始叶片二维型线；

根据一些实施例，初始叶片二维型线指的是终端获取到的未经调整的叶片二维型线。该 初始叶片二维型线并不特指某一固定型线。例如，当终端获取到针对初始叶片二维型线的型 线修改指令时，该初始叶片二维型线可以发生变化。该初始叶片二维型线包括但不限于初始叶根截面型线和初始叶顶截面型线。

在一些实施例中，图3示出本公开实施例提供的第一种涡轮导叶层板冷却结构设计界面 的展示示意图。如图3所示，当终端在涡轮导叶层板冷却结构设计界面检测到用户点击“文 件”按键时，终端可以展示文件选取界面以供用户选取工作路径以用于存储和读取进行参数化建模的各类型数据文件。当终端在涡轮导叶层板冷却结构设计界面检测到用户点击“设置” 按键时，终端可以展示文件设置界面以供用户导入库文件(例如可以为LIB文件)、三维建 模软件(例如可以为UG10.0)、温度场文件(例如可以为T.csv)、压力场文件(例如可以为P.csv)、叶型数据文件以及流道数据文件。

其中，终端还可以在叶型设置对应的输入框中获取用户输入的叶型设置指令。例如，当 叶型设置指令为“1”时，终端可以读取S2coord文件和子午流道数据文件；当叶型设置指令为“2”时，终端可以读取Numeca文件；叶型设置指令为“1000”时，终端可以在读取Nuemca文件后进行的单位转化(mm)；

其中，流道数据文件为非必须文件。例如，当终端读取Numeca文件时，由于Nuemca文件包含了子午流道数据文件，故无需再添加流道数据文件。

其中，用户可以在库文件中选取初始叶片二维型线。终端可以在温度场文件、压力场文 件、叶型数据文件以及流道数据文件中获取叶片型线二维参数和叶片冷却三维参数。

易于理解的是，当终端进行涡轮导叶层板冷却结构设计时，终端可以获取叶片型线二维 参数、叶片冷却三维参数和初始叶片二维型线。

S202，根据型线偏移参数，在初始叶片二维型线的基础上进行型线偏移设计，得到第一 叶片二维型线；

根据一些实施例，第一叶片二维型线指的是终端在初始叶片二维型线的基础上进行型线 偏移设计后得到的型线。该第一叶片二维型线并不特指某一固定型线。例如，当型线偏移参 数发生变化时，该第一叶片二维型线可以发生变化。当初始叶片二维型线发生变化时，该第一叶片二维型线也可以发生变化。例如，该第一叶片二维型线可以为涡轮叶片双壁层板冷却 结构轮廓线。

在一些实施例中，型线偏移参数指的是终端进行型线偏移设计时采用的参数。该型线偏 移参数并不特指某一固定参数。该型线偏移参数包括但不限于第一层偏置设计参数、第二层 偏置设计参数、第三层偏置设计参数等等。

在一些实施例中，图4示出本公开实施例提供的第二种涡轮导叶层板冷却结构设计界面 的展示示意图。如图4所示，当终端检测到用户点击“偏置设计”按键时，终端可以展示型 线偏移参数界面。进而，终端可以在型线偏移参数界面获取到用户输入的型线偏移参数。例如，终端可以在型线偏移参数界面获取到用户输入的第一层偏置设计参数、第二层偏置设计 参数和第三层偏置设计参数。

其中，第一层偏置设计参数、第二层偏置设计参数和第三层偏置设计参数均包括至少一 个控制点参数集合，每一个控制点参数集合均包括S侧(吸力侧)叶根位置、S侧叶顶位置、 P侧(压力侧)叶根位置、P侧叶顶位置、S侧叶根偏置、S侧叶顶偏置、P侧叶根偏置、P侧叶顶偏置。

其中，控制点位置，例如S侧叶根位置、S侧叶顶位置、P侧叶根位置、P侧叶顶位置，表示从前缘到尾缘沿型线控制点所占弦长的百分比，前缘处为0，尾缘处为1。

其中，S侧叶根偏置、S侧叶顶偏置、P侧叶根偏置、P侧叶顶偏置为控制点的法向偏移 距离，“+”表示向外法向偏移，“-”表示向内法向偏移。

例如，如图4所示，第一层偏置设计参数中控制点参数集合A可以包括S侧叶根位置0.3、S侧叶顶位置0.3、P侧叶根位置0.3、P侧叶顶位置0.3、S侧叶根偏置-1、S侧叶顶偏 置-1、P侧叶根偏置-1、P侧叶顶偏置-1。

根据一些实施例，当终端需要设计第一叶片二维型线为涡轮叶片双壁层板冷却结构轮廓 线时，由于涡轮叶片双壁层板冷却结构为四层结构，即腔室壁面及其所含的冲击套筒壁面， 因此需要进行三层型线偏移设计。

在一些实施例中，当终端进行三层型线偏移设计时，首先，终端可以在初始叶片二维型 线中创建第一控制点集合；根据第一层偏置设计参数，对第一控制点集合中至少一个第一控 制点的坐标进行调整，得到第三叶片二维型线。接着，终端可以在第三叶片二维型线中创建第二控制点集合；根据第二层偏置设计参数，对第二控制点集合中至少一个第二控制点的坐 标进行调整，得到第四叶片二维型线。其次，终端可以在第四叶片二维型线中创建第三控制 点集合；根据第三层偏置设计参数，对第三控制点集合中至少一个第三控制点的坐标进行调 整，得到第一叶片二维型线。

在一些实施例中，图5示出本公开实施例提供的第三种涡轮导叶层板冷却结构设计界面 的展示示意图。其中，图5(a)为终端展示的叶根偏移设计结果图，图5(b)为终端展示的叶顶偏移设计结果图。如图5所示，叶片二维型线由外到内有四层型线，依次为第一层叶 片二维型线A、第二层叶片二维型线B、第三层叶片二维型线C、第四层叶片二维型线D。

其中，第一层叶片二维型线A、第二层叶片二维型线B代表腔室壁层(叶片外层)，第三层叶片二维型线C、第四层叶片二维型线D代表冲击套筒壁层(叶片内层)。

在一些实施例中，初始叶片二维型线型线仅包括第一层叶片二维型线A，即仅包括叶片 吸力面和叶片压力面，第一控制点集合位于第一层叶片二维型线A中。终端根据第一层偏置 设计参数，对第一控制点集合中至少一个第一控制点的坐标进行调整，可以得到第二层叶片 二维型线B。接着，终端在第二层叶片二维型线B中创建第二控制点集合；根据第二层偏置 设计参数，对第二控制点集合中至少一个第二控制点的坐标进行调整，可以得到第三层叶片 二维型线C。其次，终端可以在第三层叶片二维型线C中创建第三控制点集合；根据第三层 偏置设计参数，对第三控制点集合中至少一个第三控制点的坐标进行调整，可以得到第四层叶片二维型线D。最后，终端可以根据第一层叶片二维型线A、第二层叶片二维型线B、第 三层叶片二维型线C、第四层叶片二维型线D确定第一叶片二维型线。

在一些实施例中，当终端根据型线偏移参数，在初始叶根截面型线的基础上进行型线偏 移设计，得到叶根偏移设计型线，在初始叶顶截面型线的基础上进行型线偏移设计，得到叶 顶偏移设计型线时，终端可以由叶根偏移设计型线和叶顶偏移设计型线的形状控制叶片沿径向各个截面的外形分布。

其中，径向是指从叶盘到叶顶的方向；流向是指从前缘以叶片外形弧线到尾缘的方向。

易于理解的是，当终端获取到叶片型线二维参数和初始叶片二维型线时，终端可以根据 型线偏移参数，在初始叶片二维型线的基础上进行型线偏移设计，得到第一叶片二维型线。

S203，根据隔板设计参数，在第一叶片二维型线的基础上生成至少一个隔板，得到第二 叶片二维型线；

根据一些实施例，第二叶片二维型线指的是终端根据隔板设计参数，在第一叶片二维型 线的基础上生成至少一个隔板后得到的型线。该第二叶片二维型线并不特指某一固定型线。 例如，当隔板设计参数发生变化时，该第二叶片二维型线可以发生变化。当第一叶片二维型线发生变化时，该第二叶片二维型线也可以发生变化。

根据一些实施例，隔板设计参数指的是终端进行隔板设计时采用的参数。该隔板设计参 数包括至少一个隔板参数组。隔板参数组包括但不限于隔板坐标、隔板厚度、隔板角度、冲 击壁厚、前倒角、后倒角。

在一些实施例中，图6示出本公开实施例提供的第四种涡轮导叶层板冷却结构设计界面 的展示示意图。其中，图6(a)为隔板设计操作界面图，图6(b)为隔板设计结果图。如图6(a)所示，当终端检测到用户点击“隔板设计”按键时，终端可以展示隔板参数界面。 进而，终端可以在隔板参数界面获取到用户输入的隔板参数。其中，每两行数据对应一个隔板参数组，每一个隔板参数组中的第一排数据表示叶顶截面数据，第二排数据表示叶根截面 数据。其中，每一排数据均包括隔板位置(坐标)、隔板厚度1、隔板厚度2、隔板厚度3、 隔板角度、冲击壁厚、前倒角和后倒角。

例如，隔板参数组中的第一排数据可以为隔板位置为0.3、隔板角度为60、后倒角为1、 隔板厚度1为1mm、隔板厚度2为0.8mm、隔板厚度3为0.8mm、冲击壁厚为1mm、前倒 角为1。

在一些实施例中，输入2N行隔板参数则可生成N个隔板，将第一叶片二维型线分成N+1个腔室，其中，N为正整数。输入2行隔板参数则可生成1个隔板，也就分成了2个腔 室，如图6所示。其中，隔板厚度1表示腔室分隔厚度(如图6(b)中轮廓线E和轮廓线F 之间的距离)；隔板厚度2表示隔板后一个腔室内壁线与冲击套筒间的厚度(如图6(b)中 轮廓线E和轮廓线G之间的距离)；隔板厚度3表示隔板前一个腔室内壁线与冲击套筒间 的厚度(如图6(b)中轮廓线F和轮廓线H之间的距离)。

在一些实施例中，冲击壁厚指的是各个冲击套筒的壁面厚度(如图6(b)中轮廓线G和轮廓线H之间的距离)。前倒角和后倒角的数值则可以控制隔板前侧、后侧的倒角半径。

根据一些实施例，当终端根据隔板参数组，在第一叶片二维型线的基础上生成隔板时， 终端可以根据隔板坐标确定隔板的位置。接着，根据隔板角度，确定隔板的方向。其次，根 据前倒角和后倒角，确定隔板的倒角半径。最终，根据隔板厚度、冲击壁厚、隔板的位置、隔板的方向和隔板的倒角半径确定隔板对应的腔室的壁面轮廓线(如图6(b)中轮廓线E和轮廓线F)，以及隔板对应的冲击套筒的壁面轮廓线(如图6(b)中轮廓线G和轮廓线H)。

例如，当终端在隔板设计操作界面获取到用户输入的隔板坐标0.3，隔板角度60时，终 端可以确定隔板位于沿第一叶片二维型线压力侧自前缘到尾缘的无量纲位置(即从前缘到尾 缘沿型线控制点所占弦长的百分比，前缘处为0，尾缘处为1)为0.3，且隔板轴线同该隔板 坐标切向呈60°相交，以此控制隔板的朝向。

易于理解的是，当终端获取到第一叶片二维型线时，终端可以根据隔板设计参数，在第 一叶片二维型线上确定隔板的位置。之后，通过隔板角度来控制隔板朝向，实现隔板的几何 参数化，分隔出叶片内部各个腔室的几何结构，以得到第二叶片二维型线。

S204，根据劈缝设计参数，在第二叶片二维型线的基础上进行劈缝设计，得到目标叶片 二维结构；

根据一些实施例，劈缝设计参数指的是终端进行劈缝设计时采用的参数。该劈缝设计参 数并不特指某一固定参数。该劈缝设计参数包括但不限于劈缝宽度、吸力侧厚度、吸力侧过 度参数、压力侧过度参数等等。

在一些实施例中，图7示出本公开实施例提供的第五种涡轮导叶层板冷却结构设计界面 的展示示意图。其中，图7(a)为劈缝设计操作界面图，图7(b)为劈缝设计结果图。如图7(a)所示，当终端检测到用户点击“劈缝设计”按键时，终端可以展示劈缝参数界面。 进而，终端可以在劈缝参数界面获取到用户输入的劈缝参数，例如，劈缝宽度为0.5mm、吸 力侧厚度为1mm、吸力侧过度参数为0.8mm、压力侧过度参数为0.8mm。

其中，劈缝宽度表示劈缝型线间距(如图7(b)中劈缝型线J1和劈缝型线J2之间的距 离)。吸力侧厚度表示劈缝与吸力侧间距(如图7(b)中劈缝型线J2和第一层叶片二维型线A之间的距离)。

根据一些实施例，当终端根据劈缝设计参数，在第二叶片二维型线的基础上进行劈缝设 计时，终端可以根据劈缝宽度和吸力侧厚度，确定劈缝的坐标；对劈缝进行几何参数化；根 据吸力侧过度参数和压力侧过度参数，控制劈缝的过渡段变形程度。

在一些实施例中，终端根据劈缝宽度和吸力侧厚度，确定劈缝的坐标时，终端可以将第 二层叶片二维型线B与劈缝型线连接实现劈缝的几何参数化。之后，终端可以通过分别调整 吸力侧过度参数、压力侧过度参数来控制过渡段变形程度(尾缘劈缝两侧轮廓线J1与尾缘 处第一层壁面内侧曲线B的过渡斜率)，以实现尾缘劈缝的参数化设计。

易于理解的是，当终端获取到第二叶片二维型线时，终端可以根据劈缝设计参数，在第 二叶片二维型线的基础上进行劈缝设计，得到目标叶片二维结构。

S205，根据叶片冷却三维参数，基于目标叶片二维结构，生成目标叶片三维模型；

根据一些实施例，当终端根据叶片冷却三维参数，基于目标叶片二维结构，生成目标叶 片三维模型时，终端可以根据扰流柱设计参数，生成圆柱列结构。同时，终端还可以根据气 膜孔设计参数，生成气膜孔列结构。另外，终端也可以根据冲击孔设计参数，生成冲击孔列结构。最终，终端可以基于目标叶片二维结构、扰流柱圆柱列结构、气膜孔列结构、冲击孔 列结构，生成目标叶片三维模型。

在一些实施例中，终端可以基于经过隔板设计后的各腔室位置独立设计气膜孔列结构和 冲击孔列结构。终端可以在尾缘劈缝设计后所确定基础的尾缘几何上设计扰流柱圆柱列结 构。

根据一些实施例，扰流柱设计参数指的是终端进行扰流设计时，采用的参数。该扰流柱 设计参数并不特指某一固定参数。该扰流柱设计参数包括但不限于流向位置、径向起始位置、 径向终止位置、柱数量、柱直径等等。其中，流向位置基于劈缝压力侧型线长度定义(如图 7(b)中劈缝型线J1)，劈缝气流出口处为0，劈缝气流入口处为1。

在一些实施例中，图8示出本公开实施例提供的第六种涡轮导叶层板冷却结构设计界面 的展示示意图。如图8所示，每一列数据代表一列扰流柱的几何参数，可以获取用户输入的 多列数据来生成劈缝间的多列扰流柱。还可以获取用户输入的扰流柱的截面位置。

在一些实施例中，如图8所示，当终端在扰流柱设计界面点击“生成”按键时，终端可 以生成扰流柱设计结果，如图9所示。其中，该扰流柱设计结果为流向位置分别为0.2、0.4 和0.6的三列直径为1.5mm的扰流柱圆柱列。

在一些实施例中，如图8所示，截面位置指的是扰流柱顶部相对于尾缘劈缝下边界的伸 长量，即图9中的截面圆，“+”表示向上延伸，“-”表示向下延伸，要保证扰流柱贯穿才能进行后续的布尔计算生成扰流柱圆柱列模型。

例如，第一列扰流柱的几何参数可以是流向位置为0.2、径向起始位置为0、径向终止位 置为0.9、柱数量为10、柱直径为1.5。截面位置可以为-1、1。

在一些实施例中，当终端根据扰流柱设计参数，生成圆柱列结构时，终端可以根据截面 位置获取目标叶片二维结构中劈缝靠压力侧截面(如图9中的下侧劈缝面)。接着，终端可 以根据流向位置、径向起始位置和径向终止位置确定扰流柱圆心的流向位置及径向范围。其 次，终端可以按照获取的柱数量以及柱直径在径向上均匀分布扰流柱。

根据一些实施例，气膜孔设计参数指的是终端进行气膜孔设计时采用的参数。该气膜孔 设计参数并不特指某一固定参数。例如，该气膜孔设计参数包括压力侧孔参数和吸力侧孔参 数。其中，压力侧孔参数和吸力侧孔参数均包括流向位置、径向起始位置、径向终止位置、流向角度、径向角度、孔数量、孔直径等等。

其中，流向位置由各腔室的从前缘至尾缘的型线位置定义。例如，压力侧前七行中的流 向位置0.1则表示为由第一个腔室的前缘起始点沿压力侧型线至其末端的0.1倍弦长位置。

在一些实施例中，图10示出本公开实施例提供的第八种涡轮导叶层板冷却结构设计界 面的展示示意图。如图10所示，压力侧孔参数和吸力侧孔参数中每七行代表了一个腔室上 气膜孔列参数，每一列参数则为单独一列气膜孔的参数。其中，终端还可以在气膜孔设计界面获取用户输入的界面位置P和截面位置S。

例如，终端可以获取到用户输入的界面位置P(-10，2)，截面位置S(-1.5，10)。

例如，图11示出本公开实施例提供的第九种涡轮导叶层板冷却结构设计界面的展示示 意图。其中，图11(a)为第一腔室气膜孔分布结果示意图，图11(b)为第二腔室气膜孔分布结果示意图。如图11(a)所示，第一腔室的压力侧和吸力侧上都设置了5列气膜孔。 如图11(b)所示，第二腔室只有压力侧上有2列气膜孔，吸力侧没有添加气膜孔，但是由于有2个腔室，故在吸力侧孔参数中添“0”进行补充，如图10所示。

根据一些实施例，基于目标叶片二维结构，在隔板设计后生成的各个腔室(双壁冷却结 构的外侧层)压力侧、吸力侧轮廓线上确定添加气膜孔列的流向位置、径向范围(径向起始 位置和径向终止位置)以及圆孔轴线的复合角(流向角度、径向角度)后实现各气膜孔列的 几何参数化。

例如，终端可以通过确定在各个腔室的压力面、吸力面上流向位置以及径向范围来确定 每列气膜孔在各个腔室壁面上的分布情况。其次，在确定了径向范围、以及孔轴线与叶面流 向及径向的夹角(流向角度、径向角度)后，即可按照给定的22个生成沿径向均匀分布的 相同直径为0.5mm的气膜孔，可在压力侧、吸力侧添加任意朝向的多排气膜孔，如图12所示。

根据一些实施例，冲击孔设计参数指的是终端进行冲击孔设计时采用的参数。该冲击孔 设计参数并不特指某一固定参数。该冲击孔设计参数与气膜孔设计参数类似，同样包括压力 侧孔参数和吸力侧孔参数。其中，压力侧孔参数和吸力侧孔参数均包括流向位置、径向起始位置、径向终止位置、流向角度、径向角度、孔数量、孔直径等等。

在一些实施例中，图13示出本公开实施例提供的第十一种涡轮导叶层板冷却结构设计 界面的展示示意图。如图13所示，冲击孔设计操作界面与气膜孔设计操作界面一致，只是 流向位置由原来在腔室壁面上定义改为在冲击套筒上进行定义，其余的几何参数同气膜孔设计时一致，然后在冲击套筒壁层生成冲击孔，冲击孔设计结果如图14所示。

易于理解的是，当终端获取到叶片冷却三维参数和目标叶片二维结构时，终端可以根据叶片冷却三维参数，基于目标叶片二维结构，生成目标叶片三维模型。

S206，根据流道设计参数，基于叶片三维模型，生成流体域模型；

根据一些实施例，流道设计参数指的是终端进行流道设计时采用的参数。该流道设计参 数并不特指某一固定参数。该流道设计参数包括但不限于进口位置、出口位置、进口正交段、 出口正交段等等。其中，进口位置、出口位置可以为轴向坐标。

在一些实施例中，图15示出本公开实施例提供的第十三种涡轮导叶层板冷却结构设计 界面的展示示意图。其中，图15(a)为流道生成操作界面图，图15(b)为流道设计结果图。如图15(a)所示，当终端检测到用户点击“流道生成”按键时，终端可以展示流道生成参数界面。进而，终端可以获取用户输入的流道设计参数：进口位置为2、出口位置为40、 进口正交段为18、出口正交段为20。

在一些实施例中，当终端获取到进口位置、出口位置、进口正交段、出口正交段时，终 端可以生成出能包围住叶片三维模型的流道子午面(流道型线)，如图15(b)所示。之后。终端可以通过布尔计算获得可用于数值计算的流体域模型，如图16所示。

易于理解的是，当终端获取到目标叶片三维模型时，终端可以根据流道设计参数，基于 该叶片三维模型，生成流体域模型。

S207，根据缘板设计参数，生成缘板结构；

根据一些实施例，缘板设计参数指的是终端进行缘板设计时采用的参数。该缘板设计参 数并不特指某一固定参数。该缘板设计参数包括但不限于缘板进口位置、缘板出口位置、旋 转角度、缘板的角度等等。

其中，偏移的距离等于叶片节距减去已旋转的弦线与吸力侧最远点切线的距离的一半。

在一些实施例中，图17示出本公开实施例提供的第十五种涡轮导叶层板冷却结构设计 界面的展示示意图。其中，图17(a)为缘板设计操作界面图，图17(b)为缘板设计结果图。如图17(a)所示，当终端检测到用户点击“缘板设计”按键时，终端可以展示缘板设 计参数界面。进而，终端可以获取用户输入的缘板设计参数。终端还可以获取到用户针对缘 板进口位置、缘板出口位置、旋转角度以及缘板的角度输入的优化上限值和优化下限值。

例如，终端可以获取到缘板进口位置为-2，缘板出口位置为42，旋转角度为20，缘板的 角度为2，缘板进口位置对应的优化上限值为-1.6，缘板进口位置对应的优化下限值为-2.4， 缘板出口位置对应的优化上限值为33.6，缘板出口位置对应的优化下限值为50.4，旋转角度 对应的优化上限值为16，旋转角度对应的优化下限值为24，缘板的角度对应的优化上限值 为1.6，缘板的角度对应的优化下限值为2.4。

在一些实施例中，当终端获取到缘板设计参数时，终端可以根据缘板进出口的轴向位置， 使叶片弦线绕着缘板出口端逆时针旋转20°。之后，朝周向正负两个节距方向偏移一定距离 形成缘板，如图17(b)所示。

易于理解的是，当终端获取到叶片冷却三维参数时，终端可以根据该叶片冷却三维参数 中的缘板设计参数，生成缘板结构。

S208，根据固定设计参数，在缘板结构上生成安装接触模型；

根据一些实施例，固定设计参数指的是终端进行固定设计时采用的参数。该固定设计参 数并不特指某一固定参数。例如，该固定设计参数包括但不限于前缘固定参数、尾缘固定参 数、长、宽、高、倒角半径、固定孔半径等等。其中，前缘固定参数和尾缘固定参数均包括周向位置、轴向位置1、轴向位置2。

在一些实施例中，图18示出本公开实施例提供的第十六种涡轮导叶层板冷却结构设计 界面的展示示意图。其中，图18(a)为固定设计操作界面图，图18(b)为固定设计结果图。如图18(a)所示，当终端检测到用户点击“固定设计”按键时，终端可以展示固定设 计参数界面。进而，终端可以获取用户输入的缘板设计参数。终端还可以获取到用户针对长、宽、高、倒角半径、固定孔半径输入的优化上限值和优化下限值。

例如，终端可以获取到前缘固定参数：周向位置为0.1、轴向位置1为0.1、轴向位置2 为0.9。终端还可以获取到尾缘固定参数：周向位置为0.9、轴向位置1为0.1、轴向位置2为0.9。终端还可以获取到长为6、宽为2.5、高为6、倒角半径为1、固定孔半径为1。

在一些实施例中，当终端获取到到前缘固定参数和尾缘固定参数时，终端可以确定销孔 基于缘板所定义的轴向和周向无量纲位置。接着，终端在获取到孔座和销孔的几何参数后， 可以在缘板上生成安装接触模型，如图18(b)所示。

易于理解的是，当终端获取到叶片冷却三维参数和缘板结构时，终端可以根据该叶片冷 却三维参数中的固定设计参数，在缘板结构上生成安装接触模型。

S209，根据安装接触模型和目标叶片三维模型，生成固体域模型。

根据一些实施例，设计生成的流体域模型和固体域模型可以在该网格模块中生成非结构 网格，并且在后续的开发完善过程中逐步实现数值计算与叶片设计优化的功能。

易于理解的是，图19示出本公开实施例提供的第十七种涡轮导叶层板冷却结构设计界 面的展示示意图。如图19所示，当终端获取到安装接触模型和目标叶片三维模型时，终端 可以根据该安装接触模型和目标叶片三维模型，生成可供数值计算的固体域模型。

综上，本公开实施例提出的方法，通过获取叶片型线二维参数、叶片冷却三维参数和初 始叶片二维型线；根据型线偏移参数，在初始叶片二维型线的基础上进行型线偏移设计，得 到第一叶片二维型线；根据隔板设计参数，在第一叶片二维型线的基础上生成至少一个隔板，得到第二叶片二维型线；根据劈缝设计参数，在第二叶片二维型线的基础上进行劈缝设计， 得到目标叶片二维结构；根据叶片冷却三维参数，基于目标叶片二维结构，生成目标叶片三 维模型；根据流道设计参数，基于叶片三维模型，生成流体域模型；根据缘板设计参数，生 成缘板结构；根据固定设计参数，在缘板结构上生成安装接触模型；根据安装接触模型和目标叶片三维模型，生成固体域模型。因此，通过输入叶片型线二维参数、叶片冷却三维参数 生成流体域模型和固体域模型，可以大大地减少繁琐地人工操作，并且提高参数化建模的生 成效率，可以提高气热固耦合的计算效率、可以减少涡轮导叶层板冷却结构的设计周期、工 作量和错误率，简化设计操作并提高设计效率。同时，叶片的空间结构有着更多的设计自由 度，可以在叶片不同区域添加多种冷却结构以获得在不同工况下更好的冷却效率。

本公开的技术方案中，所涉及的用户个人信息的收集、存储、使用、加工、传输、提供 和公开等处理，均符合相关法律法规的规定，且不违背公序良俗。

下述为本公开装置实施例，可以用于执行本公开方法实施例。对于本公开装置实施例中 未披露的细节，请参照本公开方法实施例。

请参见图20，其示出本公开实施例提供的第一种涡轮导叶层板冷却结构设计装置的结构 示意图。该涡轮导叶层板冷却结构设计装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为装 置的全部或一部分。该涡轮导叶层板冷却结构设计装置200包括参数获取模块210、二维设 计模块220和三维设计模块230，其中：

参数获取模块210，用于获取叶片型线二维参数和叶片冷却三维参数；

二维设计模块220，用于根据叶片型线二维参数进行叶片型线二维设计，得到目标叶片 二维结构；

三维设计模块230，用于基于目标叶片二维结构，根据叶片冷却三维参数进行叶片三维 冷却设计，得到目标涡轮导叶层板冷却结构。

在本公开实施例中，图21示出本公开实施例提供的第二种涡轮导叶层板冷却结构设计 装置的结构示意图。如图21所示，叶片型线二维参数包括型线偏移参数，隔板参数和劈缝 设计参数，二维设计模块220包括型线获取子模块221、偏移设计子模块222、隔板设计子 模块223和劈缝设计子模块224，二维设计模块220用于根据叶片型线二维参数进行叶片二 维型线设计，得到目标叶片二维结构时：

型线获取子模块221，用于获取初始叶片二维型线；

偏移设计子模块222，用于根据型线偏移参数，在初始叶片二维型线的基础上进行型线 偏移设计，得到第一叶片二维型线；

隔板设计子模块223，用于根据隔板设计参数，在第一叶片二维型线的基础上生成至少 一个隔板，得到第二叶片二维型线；

劈缝设计子模块224，用于根据劈缝设计参数，在第二叶片二维型线的基础上进行劈缝 设计，得到目标叶片二维结构。

在本公开实施例中，型线偏移参数包括第一层偏置设计参数、第二层偏置设计参数和第 三层偏置设计参数，偏移设计子模块222，用于根据型线偏移参数，在初始叶片二维型线的 基础上进行型线偏移设计，得到第一叶片二维型线时，具体用于：

在初始叶片二维型线中创建第一控制点集合；

根据第一层偏置设计参数，对第一控制点集合中至少一个第一控制点的坐标进行调整， 得到第三叶片二维型线；

在第三叶片二维型线中创建第二控制点集合；

根据第二层偏置设计参数，对第二控制点集合中至少一个第二控制点的坐标进行调整， 得到第四叶片二维型线；

在第四叶片二维型线中创建第三控制点集合；

根据第三层偏置设计参数，对第三控制点集合中至少一个第三控制点的坐标进行调整， 得到第一叶片二维型线。

在本公开实施例中，隔板参数包括至少一个隔板参数组，隔板参数组包括隔板坐标、隔 板厚度、隔板角度、冲击壁厚、前倒角、后倒角，隔板设计子模块223用于根据隔板参数组， 在第一叶片二维型线的基础上生成隔板时，具体用于：

根据隔板坐标确定隔板的位置；

根据隔板角度，确定隔板的方向；

根据前倒角和后倒角，确定隔板的倒角半径；

根据隔板厚度、冲击壁厚、隔板的位置、隔板的方向和隔板的倒角半径确定隔板对应的 腔室的壁面轮廓线，以及隔板对应的冲击套筒的壁面轮廓线。

在本公开实施例中，劈缝设计参数包括劈缝宽度、吸力侧厚度、吸力侧过度参数、压力 侧过度参数，劈缝设计子模块224，用于根据劈缝设计参数，在第二叶片二维型线的基础上 进行劈缝设计时，具体用于：

根据劈缝宽度和吸力侧厚度，确定劈缝的坐标；

对劈缝进行几何参数化；

根据吸力侧过度参数和压力侧过度参数，控制劈缝的过渡段变形程度。

在本公开实施例中，图22示出本公开实施例提供的第三种涡轮导叶层板冷却结构设计 装置的结构示意图。如图22所示，叶片冷却三维参数包括流道设计参数、缘板设计参数、 固定设计参数，涡轮导叶层板冷却结构包括流体域模型和固体域模型，三维设计模块230包 括模型生成子模块231、缘板设计子模块232和固定设计子模块233，三维设计模块230用 于基于目标叶片二维结构，根据叶片冷却三维参数进行叶片三维冷却设计，得到涡轮导叶层 板冷却结构时：

模型生成子模块231，用于根据叶片冷却三维参数，基于目标叶片二维结构，生成目标 叶片三维模型；

模型生成子模块231，还用于根据流道设计参数，基于叶片三维模型，生成流体域模型；

缘板设计子模块232，用于根据缘板设计参数，生成缘板结构；

固定设计子模块233，用于根据固定设计参数，在缘板结构上生成安装接触模型；

模型生成子模块231，还用于根据安装接触模型和目标叶片三维模型，生成固体域模型。

在本公开实施例中，叶片冷却三维参数包括扰流柱设计参数、气膜孔设计参数、冲击孔 设计参数，模型生成子模块231，用于根据叶片冷却三维参数，基于目标叶片二维结构，生 成目标叶片三维模型时，具体用于：

根据扰流柱设计参数，生成圆柱列结构；

根据气膜孔设计参数，生成气膜孔列结构；

根据冲击孔设计参数，生成冲击孔列结构；

基于目标叶片二维结构、圆柱列结构、气膜孔列结构、冲击孔列结构，生成目标叶片三 维模型。

需要说明的是，上述实施例提供的涡轮导叶层板冷却结构设计装置在执行涡轮导叶层板 冷却结构设计方法时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需 要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的涡轮导叶层板冷却结构设计 装置与涡轮导叶层板冷却结构设计方法实施例属于同一构思，其体现实现过程详见方法实施 例，这里不再赘述。

上述本公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

综上，本公开实施例提出的装置，通过参数获取模块获取叶片型线二维参数和叶片冷却 三维参数；二维设计模块根据叶片型线二维参数进行叶片型线二维设计，得到目标叶片二维 结构；三维设计模块基于目标叶片二维结构，根据叶片冷却三维参数进行叶片三维冷却设计，得到目标涡轮导叶层板冷却结构。因此，通过根据获取的叶片型线二维参数和叶片冷却三维 参数快速输出对应的目标涡轮导叶层板冷却结构，可以提高气热固耦合的计算效率、可以减 少涡轮导叶层板冷却结构的设计周期、工作量和错误率，简化设计操作并提高设计效率。

本公开的技术方案中，所涉及的用户个人信息的获取、存储和应用等，均符合相关法律 法规的规定，且不违背公序良俗。

图23示出了可以用来实施本公开的实施例的示例终端2300的示意性框图。本文所示的 部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和 /或者要求的本公开的实现。

如图23所示，终端2300包括计算单元2301，其可以根据存储在只读存储器(ROM)2302中的计算机程序或者从存储单元2308加载到随机访问存储器(RAM)2303中的计算 机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 2303中，还可存储终端2300操作所需的 各种程序和数据。计算单元2301、ROM 2302以及RAM 2303通过总线2304彼此相连。输 入/输出(I/O)接口2305也连接至总线2304。

终端2300中的多个部件连接至I/O接口2305，包括：输入单元2306，例如键盘、鼠标等；输出单元2307，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元2308，例如磁盘、光盘等；以及通信单元2309，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元2309允许 终端2300通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

计算单元2301可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元 2301的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元2301执行上文所描述的各个方法和处理，例如涡轮导叶层板冷却结构设计方法。例如，在一些实施例中，涡轮导叶层板冷却结构设计方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元 2308。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 2302和/或通信单元2309 而被载入和/或安装到终端2300上。当计算机程序加载到RAM 2303并由计算单元2301执 行时，可以执行上文描述的涡轮导叶层板冷却结构设计方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元2301可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配 置为执行涡轮导叶层板冷却结构设计方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系 统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上 系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它 们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可 编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至 少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这 些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实 施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器 上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或终端上执行。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执 行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质 可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组 合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、 硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM 或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设 备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有： 用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可 以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据终端)、 或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用终端)、或者包括前端部件的计算系统(例如， 具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络 浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、 或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如， 通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、 互联网和区块链网络。

计算机系统可以包括客户机和终端。客户机和终端一般远离彼此并且通常通过通信网络 进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户机-终端关系的计算机程序来产生 客户机和终端的关系。终端可以是云终端，又称为云计算终端或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务("Virtual PrivateServer"，或简称 "VPS")中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。终端也可以为分布式系统的终端， 或者是结合了区块链的终端。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够 实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是， 根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神 和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。

Claims (10)

1.一种涡轮导叶层板冷却结构设计方法，其特征在于，包括：

获取叶片型线二维参数和叶片冷却三维参数；

根据所述叶片型线二维参数进行叶片型线二维设计，得到目标叶片二维结构；

基于所述目标叶片二维结构，根据所述叶片冷却三维参数进行叶片三维冷却设计，得到目标涡轮导叶层板冷却结构。

2.如权利要求1的方法，其特征在于，所述叶片型线二维参数包括型线偏移参数，隔板参数和劈缝设计参数，所述根据所述叶片型线二维参数进行叶片二维型线设计，得到目标叶片二维结构；包括：

获取初始叶片二维型线；

根据所述型线偏移参数，在所述初始叶片二维型线的基础上进行型线偏移设计，得到第一叶片二维型线；

根据所述隔板设计参数，在所述第一叶片二维型线的基础上生成至少一个隔板，得到第二叶片二维型线；

根据所述劈缝设计参数，在所述第二叶片二维型线的基础上进行劈缝设计，得到目标叶片二维结构。

3.如权利要求2的方法，其特征在于，所述型线偏移参数包括第一层偏置设计参数、第二层偏置设计参数和第三层偏置设计参数，所述根据所述型线偏移参数，在所述初始叶片二维型线的基础上进行型线偏移设计，得到第一叶片二维型线，包括：

在所述初始叶片二维型线中创建第一控制点集合；

根据所述第一层偏置设计参数，对所述第一控制点集合中至少一个第一控制点的坐标进行调整，得到第三叶片二维型线；

在所述第三叶片二维型线中创建第二控制点集合；

根据所述第二层偏置设计参数，对所述第二控制点集合中至少一个第二控制点的坐标进行调整，得到第四叶片二维型线；

在所述第四叶片二维型线中创建第三控制点集合；

根据所述第三层偏置设计参数，对所述第三控制点集合中至少一个第三控制点的坐标进行调整，得到所述第一叶片二维型线。

4.如权利要求2的方法，其特征在于，所述隔板设计参数包括至少一个隔板参数组，所述隔板参数组包括隔板坐标、隔板厚度、隔板角度、冲击壁厚、前倒角、后倒角，根据所述隔板参数组，在所述第一叶片二维型线的基础上根据以下步骤生成隔板：

根据所述隔板坐标确定所述隔板的位置；

根据所述隔板角度，确定所述隔板的方向；

根据所述前倒角和所述后倒角，确定所述隔板的倒角半径；

根据所述隔板厚度、所述冲击壁厚、所述隔板的位置、所述隔板的方向和所述隔板的倒角半径确定所述隔板对应的腔室的壁面轮廓线，以及所述隔板对应的冲击套筒的壁面轮廓线。

5.如权利要求2的方法，其特征在于，所述劈缝设计参数包括劈缝宽度、吸力侧厚度、吸力侧过度参数、压力侧过度参数，所述根据所述劈缝设计参数，在所述第二叶片二维型线的基础上进行劈缝设计，包括：

根据所述劈缝宽度和所述吸力侧厚度，确定所述劈缝的坐标；

对所述劈缝进行几何参数化；

根据所述吸力侧过度参数和所述压力侧过度参数，控制所述劈缝的过渡段变形程度。

6.如权利要求1的方法，其特征在于，所述叶片冷却三维参数包括流道设计参数、缘板设计参数、固定设计参数，所述涡轮导叶层板冷却结构包括流体域模型和固体域模型，所述基于所述目标叶片二维结构，根据所述叶片冷却三维参数进行叶片三维冷却设计，得到涡轮导叶层板冷却结构，包括：

根据所述叶片冷却三维参数，基于所述目标叶片二维结构，生成目标叶片三维模型；

根据所述流道设计参数，基于所述叶片三维模型，生成所述流体域模型；

根据所述缘板设计参数，生成缘板结构；

根据所述固定设计参数，在所述缘板结构上生成安装接触模型；

根据所述安装接触模型和所述目标叶片三维模型，生成所述固体域模型。

7.如权利要求6的方法，其特征在于，所述叶片冷却三维参数包括扰流柱设计参数、气膜孔设计参数、冲击孔设计参数，所述根据所述叶片冷却三维参数，基于所述目标叶片二维结构，生成目标叶片三维模型，包括：

根据所述扰流柱设计参数，生成扰流柱圆柱列结构；

根据所述气膜孔设计参数，生成气膜孔列结构；

根据所述冲击孔设计参数，生成冲击孔列结构；

基于所述目标叶片二维结构、所述圆柱列结构、所述气膜孔列结构、所述冲击孔列结构，生成所述目标叶片三维模型。

8.一种涡轮导叶层板冷却结构设计装置，其特征在于，包括：

参数获取模块，用于获取叶片型线二维参数和叶片冷却三维参数；

二维设计模块，用于根据所述叶片型线二维参数进行叶片型线二维设计，得到目标叶片二维结构；

三维设计模块，用于基于所述目标叶片二维结构，根据所述叶片冷却三维参数进行叶片三维冷却设计，得到目标涡轮导叶层板冷却结构。

9.一种终端，包括：

至少一个处理器；以及

与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行权利要求1-7中任一项的方法。

10.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-7中任一项所述的方法。

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