CN116070463B - 一种轴流叶轮与出口静叶格栅参数化设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及叶片的叶型设计技术领域。本发明公开了一种轴流叶轮与出口静叶格栅参数化设计方法,该方法应用于空调室外机;该方法包括以下步骤:将轮毂面和叶顶曲面对应的圆柱面半径分别记为RH和RS,建立空间直角坐标系,将圆柱体的轴线定为Z轴,得到一系列铺展截面,每个截面均为非等厚的航空翼型;采用中弧线叠加厚度分布的方法生成的截面即二维翼型,其中,叶型厚度分布、动叶翼型的中弧线和静叶翼型的中弧线均采用二阶B样条曲线生成;将生成的截面沿积叠线进行周向积叠得到叶型,动叶和静叶的积叠线均采用三控制点的二阶B样条曲线。该方法能够降低空调室外机的出风噪音和提高出风量。
Description
技术领域
本发明涉及叶片的叶型设计技术领域,尤其涉及一种轴流叶轮与出口静叶格栅参数化设计方法。
背景技术
现代生活中,空调的使用提升了生活的舒适性,同时也给能源和环境带来了巨大了压力,尽可能的提升空调的性能、降低空调的能耗一直是空调风叶研究开发的主要方向之一。随着高层建筑对整体外观的要求,空调室外机采用百叶窗或者隔栅的形式进行隐藏式安装设计,如果室外机风叶的抗压能力不足,运行过程中有出现停机保护的情况,因此新型的室外机轴流风叶对抗压性提出了更高的要求。
现有的空调的室外机出于安规要求,须在室外机出口安装出风格栅,轴流风叶旋转时,叶顶的高速气流,从叶片尾缘处流出直接冲击到格栅上,不仅减少了室外机风道的出风量,同时加剧了室外机的气动噪音。因此,出口格栅的结构和性能优化在空调整机的高效低噪设计中有着重要地位。
现有技术中,出口导叶型格栅的形状主要为圆形,这种圆形格栅包括多个沿半径放射的径向筋条和呈同心环状的圆周筋条,径向与圆周的筋条在同一平面上相互交叉。环状的圆周筋条会对风道的出风造成阻碍,造成风量减小,出风噪音增加。
有鉴于此,有必要提供一种对空调室外机轴流风叶及与之匹配的导叶格栅设计方法,以降低空调室外机的出风噪音和提高出风量。
发明内容
本发明的目的在于提出一种轴流叶轮与出口静叶格栅参数化设计方法,能够降低空调室外机的出风噪音和提高出风量。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一种轴流叶轮与出口静叶格栅参数化设计方法,该方法应用于空调室外机,所述空调室外机包括机壳,所述机壳内设置有轴流动叶叶轮,所述机壳的出风口处具有静叶格栅,定义轴流动叶叶轮的叶片为动叶,定义静叶格栅的叶片为静叶;
该方法包括以下步骤:
将轮毂面和叶顶曲面对应的圆柱面半径分别记为RH和RS,其中RS>RH,建立空间直角坐标系,将所述圆柱体的轴线定为Z轴,以半径从RH变为RS的一系列同轴圆柱面分别与动叶、静叶相交形成一系列相交面,将这一系列相交面沿YZ平面展开得到一系列铺展截面,每个截面均为非等厚的航空翼型;
采用中弧线叠加厚度分布的方法生成所述的截面即二维翼型,其中,叶型厚度分布、动叶翼型的中弧线和静叶翼型的中弧线均采用二阶B样条曲线生成;
将生成的截面沿积叠线进行周向积叠得到叶型,所述动叶和所述静叶的积叠线均采用三控制点的二阶B样条曲线;
在获得所述动叶的积叠线和所述静叶的积叠线时,使点和点/>分别为所述动叶和所述静叶在叶根处的控制点,点/>和点/>分别为所述动叶和所述静叶在叶顶处的控制点;
当点的横坐标为负值,表征所述动叶积叠线为前弯,当点/>的横坐标为正值,表征所述静叶积叠线为后弯;
定义所述动叶前弯角为,所述静叶后弯角为/>,其中Lr为动叶积叠线控制点/>、/>横坐标之差的绝对值,Ls为静叶积叠线控制点/>、/>横坐标之差的绝对值,所述动叶前弯角/>的范围为5°~15°,静叶前弯角/>的范围为10°~25°;
定义积叠线与叶根、叶顶控制点的连线之间的垂直距离的最大值为积叠线的挠度,所述动叶前弯积叠线挠度为,其范围为0.04~0.12,所述静叶后弯积叠线挠度为/>,其范围为0.06~0.18;
根据所述动叶的前弯角和前弯积叠线挠度确定所述动叶的积叠线,根据所述静叶的后弯角和后弯积叠线挠度确定所述静叶的积叠线。
进一步的,所述叶型厚度分布的二阶B样条曲线函数为,其中,0<t<1,/>点位于坐标原点,/>点坐标为(/>,/>),/>点坐标为(1,0);
所述叶型厚度分布的二阶B样条曲线的最大厚度,最大厚度位置。
进一步的,所述叶型厚度分布的二阶B样条曲线的最大厚度,最大厚度位置/>。
进一步的,生成所述动叶翼型的中弧线的二阶B样条曲线的控制点为、/>和,生成所述静叶翼型的中弧线的二阶B样条曲线的控制点为,/>、/>、/>,其中,/>、分别为前缘点,/>、/>分别为尾缘点,/>、/>的连线分别为动叶翼型和静叶翼型的弦线;
定义前缘点处的切线与弦线夹角记为叶片进口角,尾缘点处的切线与弦线夹角记为叶片出口角,轴向与所述弦线夹角的余角记为叶型安装角;
以进口角、出口角和安装角为设计参数确定生成控制点、/>和/>以及/>、、/>,通过控制点/>、/>和/>得到所述动叶翼型的中弧线,通过控制点/>、/>、得到所述静叶翼型的中弧线。
进一步的,所述静叶的出口角与安装角呈互余的关系,所述静叶翼型的中弧线的二阶B样条曲线的控制点中,点和点/>连成的线段/>为水平线段。
进一步的,所述动叶的叶型弦长的函数为,所述动叶的最大厚度的函数为/>,所述动叶的安装角的函数为;其中,ɑ 0、ɑ 1、 ɑ 2为弦长分布因子,b0、b1、b2为厚度分布因子,c 0、c 1、 c 2为安装角分布因子,R为半径且数值在RH和RS之间的。
进一步的,所述动叶的叶型弦长、最大厚度以及安装角的函数中:
叶根截面,/>的范围为55.0~65.0mm,/>的范围为0.06~0.08,的范围为45°~60°;
叶中截面,/>的范围为45.0~55.0mm,/>的范围为0.05~0.06,的范围为40°~50°;
叶顶截面,/>的范围为35.0~45.0mm,/>的范围为0.045~0.05,的范围为30°~45°。
进一步的,所述静叶的叶型弦长、最大厚度以及安装角随展向等值分布;
所述静叶的叶高的弦长的范围为15.0~22.0mm;叶高的最大厚度/>范围为0.04~0.06;静叶安装角/>的范围为60°~75°。
本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果:
本发明的方法中采用三控制点的二阶B样条曲线生成动叶和静叶呈二维翼型的截面,以及采用三控制点的二阶B样条曲线生成动叶和静叶的积叠线,使静叶格栅与轴流叶轮相匹配,可消除流经动叶后的旋转气流,把气流的旋转动能转变为静压,可降低气流旋转动能损失,提高静压效率,进而有效降低室外机气动噪声以及有效地提高空调室外机抗压性与风量。另外,整个参数优化设计过程能够采用计算机辅助设计,减少了人工误差并提高了设计效率,便捷地做到参数可调。
附图说明
图1是本发明一个实施例的空调室外机的结构示意图;
图2是动叶三维模型的示意图;
图3是静叶三维模型的示意图;
图4是动叶和静叶铺展截面的示意图;
图5是叶型厚度分布的设计原理图;
图6是动叶翼型的中弧线设计原理图;
图7是静叶翼型的中弧线设计原理图;
图8是动叶的型叶线与安装角的设计原理图;
图9是静叶的型叶线与安装角的设计原理图;
图10是动叶的积叠线参数设计原理;
图11是静叶的积叠线参数设计原理;
图12是动叶的截面根据积叠线平移的示意图;
图13是静叶的截面根据积叠线平移的示意图;
图14是动叶的积叠效果图;
图15是静叶的积叠效果图;
其中,动叶-1,静叶-2,轴流动叶叶轮-3,静叶格栅-4。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下面结合图1至图15,描述本发明实施例的一种轴流叶轮与出口静叶格栅参数化设计方法。
一种轴流叶轮与出口静叶格栅参数化设计方法,该方法应用于空调室外机,参照图1,所述空调室外机包括机壳,所述机壳内设置有轴流动叶叶轮,所述机壳的出风口处具有静叶格栅,定义轴流动叶叶轮的叶片为动叶1,定义静叶格栅的叶片为静叶2;
该方法包括以下步骤:
参照图2-4,将轮毂面和叶顶曲面对应的圆柱面半径分别记为RH和RS,其中RS>RH,建立空间直角坐标系,将所述圆柱体的轴线定为Z轴,以半径从RH变为RS的一系列同轴圆柱面分别与动叶、静叶相交形成一系列相交面,将这一系列相交面沿YZ平面展开得到一系列铺展截面,每个截面均为非等厚的航空翼型;
采用中弧线叠加厚度分布的方法生成所述的截面即二维翼型,其中,叶型厚度分布、动叶翼型的中弧线和静叶翼型的中弧线均采用二阶B样条曲线生成;
将生成的截面沿积叠线进行周向积叠得到叶型,所述动叶和所述静叶的积叠线均采用三控制点的二阶B样条曲线。
本发明的方法中采用三控制点的二阶B样条曲线生成动叶和静叶呈二维翼型的截面,以及采用三控制点的二阶B样条曲线生成动叶和静叶的积叠线,使静叶格栅与轴流叶轮相匹配,可消除流经动叶后的旋转气流,把气流的旋转动能转变为静压,可降低气流旋转动能损失,提高静压效率,进而有效降低室外机气动噪声以及有效地提高空调室外机抗压性与风量。另外,整个参数优化设计过程能够采用计算机辅助设计,减少了人工误差并提高了设计效率,便捷地做到参数可调。
进一步的,所述叶型厚度分布的二阶B样条曲线函数为,其中,0<t<1,/>点位于坐标原点,/>点坐标为(/>,/>),/>点坐标为(1,0);
所述叶型厚度分布的二阶B样条曲线的最大厚度,最大厚度位置。
参照图5,记二阶B样条曲线的控制点为、/>、/>,根据二阶B样条曲线的特性,二阶B样条曲线的最大厚度/>,最大厚度位置/>。因此,设定最大厚度与最大厚度位置的参数,即可确定二阶B样条曲线的控制点,进而得出叶型厚度分布的二阶B样条曲线。相比于传统翼型厚度分布函数,本发明采用二阶B样条曲线为叶型厚度分布函数,使得翼型厚度分布方式几何意义明确,而且能够通过调整最大厚度的位置,控制叶型的重心位置。
进一步的,所述叶型厚度分布的二阶B样条曲线的最大厚度,最大厚度位置/>。通过限定叶型厚度分布的二阶B样条曲线的最大厚度和最大厚度位置,使得动叶和静叶的厚度在合理范围内,保证空调室外机有较好的风量和较低的运行噪音。
进一步的,参照图6,生成所述动叶翼型的中弧线的二阶B样条曲线的控制点为、/>和/>,生成所述静叶翼型的中弧线的二阶B样条曲线的控制点为,/>、/>、/>,其中,/>、/>分别为前缘点,/>、/>分别为尾缘点,/>、/>的连线分别为动叶翼型和静叶翼型的弦线;
定义前缘点处的切线与弦线夹角记为叶片进口角,尾缘点处的切线与弦线夹角记为叶片出口角,轴向与所述弦线夹角的余角记为叶型安装角,记动叶的安装角为,记静叶的安装角为/>,R为从Rs变到RH的一系列同轴圆柱面的半径;
以进口角、出口角和安装角为设计参数确定生成控制点、/>和/>以及/>、、/>,通过控制点/>、/>和/>得到所述动叶翼型的中弧线,通过控制点/>、/>、得到所述静叶翼型的中弧线。
具体的,线段与线段/>的夹角为动叶的进口角,记为/>,线段/>与线段/>的夹角为动叶的出口角,记为/>,线段/>与线段/>的夹角为静叶的进口角,记为/>,线段/>与线段/>的夹角为静叶的出口角,记为/>。
因此,对于三控制点的二次B样条曲线的中弧线,只需要设定动叶和静叶进口角、出口角、安装角的三个设计参数,三个控制点则唯一确定,即可得出中弧线。本发明以二次B样条曲线生成动叶和静叶的中弧线,设计参数的几何意义明确,既有效减少了设计参数的个数,也丰富了二维曲线的造型多样性,便于优化寻找最优叶型的参数。
优选的,为了保证静叶格栅的导流作用,将气流切向速度转换成轴向速度,使所述静叶的出口角与安装角呈互余的关系,所述静叶翼型的中弧线的二阶B样条曲线的控制点中,点和点/>连成的线段/>为水平线段。
参照图7,进一步的,所述动叶的叶型弦长、最大厚度以及安装角随展向的分布,所述动叶的叶型弦长的函数为,所述动叶的最大厚度的函数为,所述动叶的安装角的函数为/>;其中,ɑ 0、ɑ 1、 ɑ 2为弦长分布因子,b0、b1、b2为厚度分布因子,c 0、c 1、 c 2为安装角分布因子,R为半径(即叶片的叶高)。以叶片根部、中部和顶部截面的变量值为基准拟合出的函数,进而插值出二维叶型设计参数沿径向分布,就可以得到沿展向其它各截面的叶型。
进一步的,所述动叶的叶型弦长、最大厚度以及安装角的函数中:
叶根截面,/>的范围为55.0~65.0mm,/>的范围为0.06~0.08,的范围为45°~60°;
叶中截面,/>的范围为45.0~55.0mm,/>的范围为0.05~0.06,的范围为40°~50°。
叶顶截面,/>的范围为35.0~45.0mm,/>的范围为0.045~0.05,的范围为30°~45°。
以叶片不同高度限定不同的参数范围,在上述的参数范围内使得动叶叶型和安装角在合理范围内,保证空调室外机有较好的风量和较低的运行噪音。
进一步的,所述静叶的叶型弦长、最大厚度以及安装角随展向等值分布;
所述静叶的叶高的弦长的范围为15.0~22.0mm;叶高的最大厚度/>范围为0.04~0.06;/>的范围为60°~75°。
需要说明的是,静叶安装角是根据动叶的安装角以及工况点确定的,以使得静叶与动叶匹配。
参照图8-15,弯叶片是指叶片在周向(旋转方向)上的倾斜,其中顺旋转方向倾斜称之为前弯叶片,逆旋转方向倾斜称之为后弯叶片。为了生成前弯动叶与后弯静叶,需要对上述不同叶高截面处的二维翼型进行周向积叠。取中弧线上二维叶型最大厚度处的对应点为积叠点,根据每个截面的所述积叠点可以形成一条积叠线。
进一步的,在获得所述积叠线动叶和所述静叶时,使点和点/>分别为所述动叶和所述静叶在叶根处的控制点,点/>和点/>分别为所述动叶和所述静叶在叶顶处的控制点;
当点的横坐标为负值,表征所述动叶积叠线为前弯,当点/>的横坐标为正值,表征所述静叶积叠线为后弯;
定义所述动叶前弯角为,所述静叶后弯角为,其中,Lr为动叶积叠线控制点/>、/>横坐标之差的绝对值,Ls为静叶积叠线控制点/>、/>横坐标之差的绝对值所述动叶前弯角/>的范围为5°~15°,静叶前弯角的范围为10°~25°;
定义积叠线与叶根、叶顶控制点的连线之间的垂直距离的最大值为积叠线的挠度,所述动叶前弯积叠线挠度为,/>的范围为0.04~0.12,所述静叶后弯积叠线挠度为/>,/>的范围为0.06~0.18;
根据所述动叶的前弯角和前弯积叠线挠度确定所述动叶的积叠线,根据所述静叶的后弯角和后弯积叠线挠度确定所述静叶的积叠线。
以动叶和静叶的弯角和积叠线挠度为设计参数,即可得到叶片的积叠线。值得说明的是,静叶的后弯角是根据动叶的前弯角确定的,使以使得静叶与动叶匹配。
以下通过实施例进一步阐述本发明。
实施例1:
本实例中的动叶和静叶外径均为400mm,内径(即轮毂面直径)为130mm,动叶的叶片数为11,静叶的叶片数为31。动叶进口角和出口角分别为17°和22°,静叶进口角和出口角分别为24°和30°。
动叶沿叶高方向每个截面的弦长、安装角以及最大厚度均以指数函数的形式变化,该指数函数的系数由不同参数分别在叶高0%、叶高50%以及叶高100%这三个截面上的取值决定,三个截面处的弦长分别为:55.0mm、45.5mm以及35.0mm;叶型安装角分别为:50°、45°以及35°;叶型最大相对厚度分别为:6.0%、5.0%以及4.5%。
静叶的叶型弦长、最大厚度以及安装角随展向等值分布,弦长、安装角、最大相对厚度分别为15.0mm、60°以及5%。
动叶积叠线后弯角和挠度分别为5°和0.04,静叶积叠线后弯角和挠度分别为15°和0.08。
根据动叶的前弯角和前弯积叠线挠度确定动叶的积叠线,根据静叶的后弯角和后弯积叠线挠度确定静叶的积叠线。将生成的截面沿积叠线进行周向积叠得到动叶和静叶的叶型。
实施例2:
本实例中的动、静叶外径为400mm,内径(即轮毂面直径)为130mm,动叶叶片数为11,静叶叶片数为31。动叶进口角、出口角分别为17°和22°,静叶进口角、出口角分别为24°和30°。
动叶沿叶高方向每个截面的弦长、安装角以及最大厚度均以指数函数的形式变化,该指数函数的系数由不同参数分别在叶高0%、叶高50%以及叶高100%这三个截面上的取值决定,三个截面处的弦长分别为:60.0mm、54.5mm以及42.0mm;叶型安装角分别为:55°、50°以及40°;叶型最大相对厚度分别为:7.2%、5.4%以及4.8%。
静叶的叶型弦长、最大厚度以及安装角随展向等值分布,弦长、安装角、最大相对厚度分别为12.0mm、55°以及4%。
动叶积叠线后弯角和挠度分别为5°和0.04,静叶积叠线后弯角和挠度分别为20°和0.12。
根据动叶的前弯角和前弯积叠线挠度确定动叶的积叠线,根据静叶的后弯角和后弯积叠线挠度确定静叶的积叠线。将生成的截面沿积叠线进行周向积叠得到动叶和静叶的叶型。
实施例3:
本实例中的动、静叶外径为400mm,内径为130mm,动叶叶片数为11,静叶叶片数为31。动叶进口角、出口角分别为17°和22°,静叶进口角、出口角分别为24°和30°。
动叶沿叶高方向每个截面的弦长、安装角以及最大厚度均以指数函数的形式变化,该指数函数的系数由不同参数分别在叶高0%、叶高50%以及叶高100%这三个截面上的取值决定,三个截面处的弦长分别为:60.0mm、54.5mm以及42.0mm;叶型安装角分别为:55°、50°以及40°;叶型最大相对厚度分别为:7.2%、5.4%以及4.8%。
静叶的叶型弦长、最大厚度以及安装角随展向等值分布,弦长、安装角、最大相对厚度分别为15.0mm、60°以及5%。
动叶积叠线后弯角和挠度分别为5°和0.04,静叶积叠线后弯角和挠度分别为15°和0.08。
根据动叶的前弯角和前弯积叠线挠度确定动叶的积叠线,根据静叶的后弯角和后弯积叠线挠度确定静叶的积叠线。将生成的截面沿积叠线进行周向积叠得到动叶和静叶的叶型。
对比例:室外机出口安装出风格栅,出风格栅整体为矩形,出风格栅的筋条为横向和纵向设置,动叶外径为400mm,内径(即轮毂面直径)为130mm,动叶叶片数为3。
对实施例1-3设计所得的动叶和静叶应用于室外机,进行模拟测试,测试结果如下表所示。
表1
通过对比实施例1、实施例2和实施例3与对比例在设计转速下的试验结果,如表1所示,实施例1、2、3与对比例相比,通过动、静叶参数化匹配,大幅度的降低了风机的功率,有效提高风机风量,并降低了噪声。实施例3中提高改变动叶的安装角以及翼型厚度,风机在流量提升的同时,功率也有所提高。实施例2与实施例1相比,改变了静叶的周向弯曲角度以及静叶弦长,风量略有下降,但噪声也降低明显。
根据本发明实施例的一种轴流叶轮与出口静叶格栅参数化设计方法的其他构成等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的,这里不再详细描述。
在本说明书的描述中,参考术语“实施例”、“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发明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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种轴流叶轮与出口静叶格栅参数化设计方法,其特征在于,该方法应用于空调室外机,所述空调室外机包括机壳,所述机壳内设置有轴流动叶叶轮,所述机壳的出风口处具有静叶格栅,定义轴流动叶叶轮的叶片为动叶,定义静叶格栅的叶片为静叶;
该方法包括以下步骤:
将轮毂面和叶顶曲面对应的圆柱面半径分别记为RH和RS,其中RS>RH,建立空间直角坐标系,将圆柱体的轴线定为Z轴,以半径从RH变为RS的一系列同轴圆柱面分别与动叶、静叶相交形成一系列相交面,将这一系列相交面沿YZ平面展开得到一系列铺展截面,每个截面均为非等厚的航空翼型;
采用中弧线叠加厚度分布的方法生成所述的截面即二维翼型,其中,叶型厚度分布、动叶翼型的中弧线和静叶翼型的中弧线均采用二阶B样条曲线生成;
将生成的截面沿积叠线进行周向积叠得到叶型,所述动叶和所述静叶的积叠线均采用三控制点的二阶B样条曲线;
在获得所述动叶的积叠线和所述静叶的积叠线时,使点和点/>分别为所述动叶和所述静叶在叶根处的控制点,点/>和点/>分别为所述动叶和所述静叶在叶顶处的控制点;
当点的横坐标为负值,表征所述动叶积叠线为前弯,当点/>的横坐标为正值,表征所述静叶积叠线为后弯;
定义所述动叶前弯角为,所述静叶后弯角为/>,其中,Lr为动叶积叠线控制点/>、/>横坐标之差的绝对值,Ls为静叶积叠线控制点/>、/>横坐标之差的绝对值,所述动叶前弯角/>的范围为5°~15°,静叶前弯角/>的范围为10°~25°;
定义积叠线与叶根、叶顶控制点的连线之间的垂直距离的最大值为积叠线的挠度,所述动叶前弯积叠线挠度为,/>的范围为0.04~0.12,所述静叶后弯积叠线挠度为/>,/>的范围为0.06~0.18;
根据所述动叶的前弯角和前弯积叠线挠度确定所述动叶的积叠线,根据所述静叶的后弯角和后弯积叠线挠度确定所述静叶的积叠线。
2.根据权利要求1所述的轴流叶轮与出口静叶格栅参数化设计方法,其特征在于,所述叶型厚度分布的二阶B样条曲线函数为,其中,0<t<1,/>点位于坐标原点,/>点坐标为(/>,/>),/>点坐标为(1,0);
所述叶型厚度分布的二阶B样条曲线的最大厚度,最大厚度位置。
3.根据权利要求2所述的轴流叶轮与出口静叶格栅参数化设计方法,其特征在于,所述叶型厚度分布的二阶B样条曲线的最大厚度的范围是0.02~0.12,最大厚度位置/>的范围是0.3~0.4。
4.根据权利要求2所述的轴流叶轮与出口静叶格栅参数化设计方法,其特征在于,生成所述动叶翼型的中弧线的二阶B样条曲线的控制点为、/>和/>,生成所述静叶翼型的中弧线的二阶B样条曲线的控制点为/>、/>、/>,其中,/>、/>分别为前缘点,/>、分别为尾缘点,/>、/>的连线分别为动叶翼型和静叶翼型的弦线;
定义前缘点处的切线与弦线夹角记为叶片进口角,尾缘点处的切线与弦线夹角记为叶片出口角,轴向与所述弦线之间夹角的余角记为叶型安装角;
以进口角、出口角和安装角为设计参数确定生成控制点、/>和/>以及/>、/>、,通过控制点/>、/>和/>得到所述动叶翼型的中弧线,通过控制点/>、/>、/>得到所述静叶翼型的中弧线。
5.根据权利要求4所述的轴流叶轮与出口静叶格栅参数化设计方法,其特征在于,所述静叶的出口角与安装角呈互余的关系,所述静叶翼型的中弧线的二阶B样条曲线的控制点中,点和点/>连成的线段/>为水平线段。
6.根据权利要求4所述的轴流叶轮与出口静叶格栅参数化设计方法,其特征在于,所述动叶的叶型弦长的函数为,所述动叶的最大厚度的函数为,所述动叶的安装角的函数为/>;其中,ɑ 0、ɑ 1、 ɑ 2为弦长分布因子,b0、b1、b2为厚度分布因子,c 0、c 1、 c 2为安装角分布因子,R为半径且数值在RH和RS之间。
7.根据权利要求6所述的轴流叶轮与出口静叶格栅参数化设计方法,其特征在于,所述动叶的叶型弦长、最大厚度以及安装角的函数中:
叶根截面,/>的范围为55.0~65.0mm,/>的范围为0.06~0.08,/>的范围为45°~60°;
叶中截面,/>的范围为45.0~55.0mm,/>的范围为0.05~0.06,/>的范围为40°~50°;
叶顶截面,/>的范围为35.0~45.0mm,/>的范围为0.045~0.05,/>的范围为30°~45°。
8.根据权利要求4所述的轴流叶轮与出口静叶格栅参数化设计方法,其特征在于,所述静叶的叶型弦长、最大厚度以及安装角随展向等值分布;
所述静叶的叶高的弦长的范围为15.0~22.0mm;静叶叶型的最大厚度/>范围为0.04~0.06;静叶安装角/>的范围为60°~75°。
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