CN116306180B - 一种叶轮辅助分析方法、装置、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种叶轮辅助分析方法、装置、设备、介质及产品，该方法通过显示多个叶片的子午图，然后响应于用户的选择，获取用户需要进行分析的目标叶片，然后显示该目标叶片对应的子午图，其中该目标叶片的子午图对应的数据中包括目标叶片的几何参数，然后获取用户输入的网格参数、载荷约束和材料属性，进一步获取目标叶片的受力网格图，并显示该受力网格图，以使用户根据受力网格图对目标叶片的几何设置参数进行更改。响应于用户的更改，获取更改几何参数，然后根据更改几何参数、网格参数、载荷约束和材料属性，生成符合实际需求的目标受力网格图。由此，可以确定出符合实际需求的几何设置参数，以便进行实物制造。
Description
技术领域
本发明实施例涉及软件技术领域，尤其涉及一种叶轮辅助分析方法、装置、设备及介质。
背景技术
旋转机械被广泛的应用于航空、电力、机械、化工等领域中，而叶轮作为旋转机械的核心部件需要长期在高转速和重载荷情况下工作，其性能直接决定整机的性能和工作效率。
通常情况下，对于叶轮中叶片各项参数的确定是通过约束条件进行计算直接获得，然后根据所获得的叶片各项参数进行实物制造。但是，根据约束条件直接计算获得的叶片为理想状态，或者可能因为计算误差存在一定问题，因此难以满足实际需要。
有鉴于此，业界亟需一种能够对叶轮进行辅助分析的方法。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例期望提供一种叶轮辅助分析方法，该方法可以对于计算获得的叶轮参数结合实际运行环境进行辅助分析。本申请还提供了该方法对应的装置、设备、介质以及程序产品。
本发明实施例的技术方案是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供了一种叶轮辅助分析方法，包括：
显示多个叶片的子午图；
响应于用户对于多个叶片中目标叶片的选择，获取目标叶片；
根据所述多个叶片的子午图，显示所述目标叶片的子午图，所述目标叶片的子午图中包括所述目标叶片的几何设置参数；
响应于所述用户输入的网格参数、载荷约束与材料属性，获取所述网格参数、所述载荷约束与所述材料属性；
根据所述几何设置参数、所述网格参数、所述载荷约束与所述材料属性，生成所述目标叶片的受力网格图；
显示所述受力网格图；
响应于所述用户根据所述受力网格图对于所述目标叶片的几何设置参数进行的更改，获取更改几何参数；
根据所述更改几何参数、所述网格参数、所述载荷约束与所述材料属性，生成所述目标叶片的目标受力网格图。
在一些可能的实现方式中，所述方法还包括：
根据所述目标叶片的子午图中入口切线和出口切线的斜率差，确定所述目标叶片的类型，所述目标叶片的类型包括轴流叶片和径流叶片，所述入口切线为轮毂入口点与轮毂的切线，所述出口切线为轮毂出口点与所述轮毂的切线，所述轴流叶片对应的几何设置参数为叶片缘板、叶片圆角以及枞树形榫头中的至少一个，所述径流叶片对应的几何设置参数为腹板型面、内孔、轮盖、外圆花边、环形沟槽、凸台以及倒圆中的至少一个。
在一些可能的实现方式中，所述根据所述几何设置参数、所述网格参数、所述载荷约束与所述材料属性，生成所述目标叶片的受力网格图，包括：
根据所述几何设置参数与所述网格参数，生成所述目标叶片的网格参数图；
根据所述载荷约束、所述材料属性以及所述网格参数图，生成所述目标叶片的受力网格图。
在一些可能的实现方式中，所述根据所述载荷约束、所述材料属性以及所述网格参数图，生成所述目标叶片的受力网格图，包括：
根据所述载荷约束、所述材料属性以及所述网格参数图，对所述网格参数图中的每个点进行受力分析；
根据所述网格参数图中的每个点的受力分析结果，生成所述目标叶片的受力网格图。
在一些可能的实现方式中，所述根据所述网格参数图中的每个点的受力分析结果，生成所述目标叶片的受力网格图，包括：
根据所述网格参数图中的每个点的受力分析结果，对所述每个点进行着色；
根据网格中每个点的颜色，对网格进行着色，生成所述目标叶片的受力网格图。
在一些可能的实现方式中，所述方法还包括：
响应于所述用户对于目标求解器的选择，确定目标求解器；
所述根据所述几何设置参数、所述网格参数、所述载荷约束与所述材料属性，生成所述目标叶片的受力网格图，包括：
通过目标求解器，根据所述几何设置参数、所述网格参数、所述载荷约束与所述材料属性，生成所述目标叶片的受力网格图。
第二方面，本发明实施例提供了一种叶轮辅助分析装置，包括：显示模块、交互模块、生成模块；
所述显示模块，用于显示多个叶片的子午图；
所述交互模块，用于响应于用户对于多个叶片中目标叶片的选择，获取目标叶片；
所述显示模块，还用于根据所述多个叶片的子午图，显示所述目标叶片的子午图，所述目标叶片的子午图中包括所述目标叶片的几何设置参数；
所述交互模块，还用于响应于所述用户输入的网格参数、载荷约束与材料属性，获取所述网格参数、所述载荷约束与所述材料属性；
所述生成模块，用于根据所述几何设置参数、所述网格参数、所述载荷约束与所述材料属性，生成所述目标叶片的受力网格图；
所述显示模块，还用于显示所述受力网格图；
所述交互模块，还用于响应于所述用户根据所述受力网格图对于所述目标叶片的几何设置参数进行的更改，获取更改几何参数；
所述生成模块，还用于根据所述更改几何参数、所述网格参数、所述载荷约束与所述材料属性，生成所述目标叶片的目标受力网格图。
在一些可能的实现方式中，所述装置还包括，确定模块，用于：
根据所述目标叶片的子午图中入口切线和出口切线的斜率差，确定所述目标叶片的类型，所述目标叶片的类型包括轴流叶片和径流叶片，所述入口切线为轮毂入口点与轮毂的切线，所述出口切线为轮毂出口点与所述轮毂的切线，所述轴流叶片对应的几何设置参数为叶片缘板、叶片圆角以及枞树形榫头中的至少一个，所述径流叶片对应的几何设置参数为腹板型面、内孔、轮盖、外圆花边、环形沟槽、凸台以及倒圆中的至少一个。
在一些可能的实现方式中，所述生成模块具体用于：
根据所述几何设置参数与所述网格参数，生成所述目标叶片的网格参数图；
根据所述载荷约束、所述材料属性以及所述网格参数图，生成所述目标叶片的受力网格图。
在一些可能的实现方式中，所述生成模块具体用于：
根据所述载荷约束、所述材料属性以及所述网格参数图，对所述网格参数图中的每个点进行受力分析；
根据所述网格参数图中的每个点的受力分析结果，生成所述目标叶片的受力网格图。
在一些可能的实现方式中，所述生成模块具体用于：
根据所述网格参数图中的每个点的受力分析结果，对所述每个点进行着色；
根据网格中每个点的颜色，对网格进行着色，生成所述目标叶片的受力网格图。
在一些可能的实现方式中，所述交互模块还用于：
响应于所述用户对于目标求解器的选择，确定目标求解器；
所述生成模块具体用于：
通过目标求解器，根据所述几何设置参数、所述网格参数、所述载荷约束与所述材料属性，生成所述目标叶片的受力网格图。
第三方面，本发明实施例提供了一种设备，设备包括处理器和存储器。处理器、存储器进行相互的通信。处理器用于执行存储器中存储的指令，以使得设备执行如第一方面或第一方面的任一种实现方式中的叶轮辅助分析方法。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，指令指示设备执行上述第一方面或第一方面的任一种实现方式所述的叶轮辅助分析方法。
第五方面，本申请提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在设备上运行时，使得设备执行上述第一方面或第一方面的任一种实现方式所述的叶轮辅助分析方法。
本申请在上述各方面提供的实现方式的基础上，还可以进行进一步组合以提供更多实现方式。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
本发明实施例提供了一种叶轮辅助分析方法，首先显示多个叶片的子午图，然后响应于用户在子午图中的选择，获取用户需要进行分析的目标叶片，然后显示该目标叶片对应的子午图，其中该目标叶片的子午图中包括目标叶片的几何设置参数，然后响应于用户输入的网络参数、载荷约束和材料属性，获取网络参数、载荷约束和材料属性，进一步获取目标叶片的受力网格图，并显示该受力网格图给用户，以使用户根据受力网格图判断如何对于目标叶片的几何设置参数进行更改。响应于用户的更改，获取更改几何参数，然后根据更改几何参数、网格参数、载荷约束和材料属性，生成目标受力网格图，该目标受力网格图符合实际需求。由此，可以确定出更加符合实际需求的几何设置参数，以便进行实物制造。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方法，下面将对实施例中所需使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种叶轮辅助分析方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的多个叶片的子午图的示意图；
图3为本发明实施例提供的目标叶片的子午图的示意图；
图4为本发明实施例提供的目标叶片的受力网格图的示意图；
图5为本发明实施例提供的目标叶片的目标受力网格图的示意图；
图6为本发明实施例提供的目标叶片入口切线和出口切线的示意图；
图7为本发明实施例提供的一种不同类型的目标叶片的子午图的示意图；
图8为本发明实施例提供的目标叶片的网格参数图的示意图；
图9为本发明实施例提供的计算机软件各模块交互的示意图；
图10为本发明实施例提供的一种叶轮辅助分析装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本申请实施例中的术语“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一个或者更多个该特征。
叶轮作为旋转机械的关键部件，广泛应用于航空航天等领域。叶轮叶片的型面非常复杂，对发动机性能影响大，设计研制周期长，制造工作量大。
通常情况下，在制造之前，需要通过计算确定叶轮中叶片的各项参数，然后根据该参数进行制造。但是仅通过计算获得的参数可能难以满足实际需要。例如，可能存在某一点在实际应用中断裂。
有鉴于此，本申请提供了一种叶轮辅助分析方法，该方法应用于电子设备。其中，电子设备是指具有数据处理能力的设备，例如可以是服务器，或者是台式机、笔记本电脑或者智能手机等终端设备。
首先显示多个叶片的子午图，然后响应于用户在子午图中的选择，获取用户需要进行分析的目标叶片，然后显示该目标叶片对应的子午图，其中该目标叶片的子午图中包括目标叶片的几何设置参数，然后响应于用户输入的网络参数、载荷约束和材料属性，获取网络参数、载荷约束和材料属性，进一步获取目标叶片的受力网格图，并显示该受力网格图给用户，以使用户根据受力网格图判断如何对于目标叶片的几何设置参数进行更改。响应于用户的更改，获取更改几何参数，然后根据更改几何参数、网格参数、载荷约束和材料属性，生成目标受力网格图，该目标受力网格图符合实际需求。
由此，通过附加载荷约束与材料属性对于预设的目标叶片的几何设置参数进行受力分析，根据受力分析结果判断是否满足实际需求。并且，通过网格参数进行受力分析，从而获得准确的受力分析结果。因此，通过对于几何设置参数进行更改，并继续模拟，可以确定出更加符合实际需求的几何设置参数，以便进行实物制造。
为了便于理解本申请的技术方案，下面结合图1对本申请提供的一种叶轮辅助分析方法进行介绍。
参见图1所示的一种叶轮辅助分析方法的流程图，该方法的具体步骤如下所示：
102：电子设备显示多个叶片的子午图。
子午图是指压气机或涡轮在轴向和径向上的Z参数和R参数的二维示意图，Z 值是空间中延轴向的值， R 值是(x^2+ y^2) 的平方根， 即半径值。
其中，电子设备可以通过显示器显示多个叶片的子午图。多个叶片的子午图与多个叶片的几何设置参数对应。多个叶片的子午图如图2所示。其中，根据叶片的类型，可以分为轴流叶片和径流叶片。其中，图2（A）为轴流叶片多个叶片子午图的示意图，图2（B）为径流叶片子午图的示意图。
在一些可能的实现方式中，通过计算获取到叶轮中叶片的各项参数，然后根据叶片的各项参数确定多个叶片的子午图，电子设备显示该多个叶片的子午图。
104：电子设备响应于用户对于多个叶片中目标叶片的选择，获取目标叶片。
其中，目标叶片可以为一个，也可以为多个。电子设备可以对于多个叶片逐一进行分析，也可以对于其中可能存在的某一个或多个叶片进行分析。
用户可以通过多种方式实现对于目标叶片的选择，例如，可以通过外接鼠标实现对于目标叶片的选择，也可以通过触控板实现对于目标叶片的选择，或者可以通过触摸显示屏幕实现对于目标叶片的选择。
具体地，用户可以在多个叶片的子午图中点击目标叶片，电子设备响应于用户对于多个叶片中目标叶片的点击，获取目标叶片。
106：电子设备根据所述多个叶片的子午图，显示所述目标叶片的子午图。
其中，目标叶片的子午图中包括所述目标叶片的几何设置参数。由于多个叶片的子午图与多个叶片的几何设置参数对应，因此当用户选定目标叶片后，电子设备可以显示该目标叶片对应的子午图，同时该子午图中还包括目标叶片的几何设置参数。目标叶片的子午图可以如图3所示。其中，叶片可以进一步分为动叶和静叶。其中，图3（A）为目标叶片为轴流动叶的子午图，图3（B）为目标叶片为轴流静叶的子午图，图3（C）为目标叶片为径流动叶的子午图。
需要说明的是，子午图中并不完全包括叶片的几何设置参数，但是电子设备中存储有叶片子午图与几何设置参数的对应关系，因此在确定目标叶片后，可以确定目标叶片的子午图，然后可以根据该对应关系确定目标叶片的几何设置参数。
其中，几何设置参数包括但不限于缘板设置、圆角设置、叶冠设置、榫头设置，具体包括：缘板类型、前缘轴向偏移量、前缘角度偏移量、缘板轴向偏移量、缘板周向扇形角等。不同目标叶片的类型可以对应不同的几何设置参数。
具体地，轴流叶片对应的几何设置参数为叶片缘板、叶片圆角以及枞树形榫头中的至少一个。其中，叶片缘板包括类型、尺寸、缘板上游段类型、缘板下游段类型、缘板前端面类型、缘板后端面类型、缘板底面类型、叶片前缘位置、端面半径以及缘板参数中的一种或多种。进一步地，叶片前缘位置可以包括轴向偏移量和角度偏移量，端面半径可以包括前外半径、后外半径、前内半径以及后内半径，缘板参数可以包括轴向长度、周向扇形角以及轴向倾斜角。叶片圆角包括圆角位置和圆角尺寸。枞树形榫头包括生成线参数以及锁销孔。具体地，枞树形榫头可以包括截距1、角度1、截距2、角度2、伸根高度、伸根圆角半径、轴向宽度、距缘板前端面偏移量、人字形倾斜、人字形偏移、基准面过渡半径、基准位置、是否包括锁销孔等。
径流叶片对应的几何设置参数为腹板型面、内孔、轮盖、外圆花边、环形沟槽、凸台以及倒圆中的至少一个。其中，腹板型面包括尺寸、后型面形状、轮毂凸肩以及第二轮毂凸肩。其中，尺寸包括肩部轴向位置、肩部半径、外圆处腹板厚度、零厚度半径。后型面形状包括默认曲线、直线-圆弧-直线等。轮毂凸肩包括是否包含轮毂凸肩、半径、轴向位置以及是否包含凸肩的腹板形状。第二轮毂凸肩包括是否包括第二轮毂凸肩、半径、轴向位置以及倒圆。
内孔包括内孔直径、进口形状、内孔形状、前端沉孔以及后端沉孔。内孔直径包括进口处半径、进口长度、进口处内孔半径以及后端内孔半径。进口形状包括按上游面尺寸或直线。前端沉孔包括类型、半径、长度以及圆角。后端沉孔包括类型、半径、长度以及圆角。
轮盖包括是否包含轮盖、轮盖尺寸、轮盖外轮廓以及进口形状。其中，轮盖尺寸包括进口段厚度、出口段厚度、进口段轴向长度、边缘倒角、密封流道处半径以及流道进口半径。轮盖外轮廓包括默认曲线或直线-圆弧，以及入口角、半径和出口角参数。进口形状包括按上游面尺寸或直线。
外圆花边包括外圆类型、花边斜面和花边形状。具体地，外圆类型包括圆弧形、平衡槽、花边以及外圆平行z轴。花边斜面包括花边斜面半径。花边形状包括直线-圆弧-直线以及直线-圆弧-圆弧。其中，直线-圆弧-直线包括宽度角、半径以及侧边角。直线-圆弧-圆弧包括左宽角、右宽角、左边角、右边角、底面圆弧半径以及倒圆。
环形沟槽包括半径1、半径2、倒圆1、倒圆2以及深度。环形凸台包括半径1、半径2、倒圆1、倒圆2以及高度1。倒圆包括选择叶片、倒圆位置、叶片面、倒圆轮廓以及倒圆尺寸。
108：电子设备响应于所述用户输入的网格参数、载荷约束与材料属性，获取所述网格参数、所述载荷约束与所述材料属性。
网格参数包括网格的大小。通常情况下，网格为四面体，网格大小可以是0.05。网格参数表示受力分析的精度，通常情况下，网格越小，受力分析越准确。在一些可能的实现方式中，可以根据精度需求与电子设备的运行性能确定网格参数。
载荷约束是指约束条件，包括流场数据、缘板压强设置、对流换热系数设置和约束设置。其中，轴流叶片载荷约束包括流场数据来源、是否包含压力、是否包含温度、缘板底面/盘心面、缘板/盘前端面、缘板/盘后端面以及对流换热系数。其中，缘板底面/盘心面包括多个压力和多个温度，缘板/盘前端面包括多个压力和多个温度，缘板/盘后端面包括多个压力和多个温度。对流换热系数包括换热公式中流道、前缘和转子的不同参数。
径流叶片载荷约束包括流场数据来源、是否包含压力、是否包含温度、边界条件、对流换热系数以及约束。边界条件包括进口、内孔以及肩部分别对应的压强、温度以及换热系数单位。对流换热系数包括换热公式中流道、前缘和转子的不同参数。约束包括位移约束和热约束。位移约束包括进口面参数、腹板型面参数、内孔参数以及位移约束类型。热约束包括进口面参数、内孔参数以及肩部参数。
材料属性是指制造该目标叶片的材料，通常为金属，例如材料属性有弹性模量、密度、比热容、热导率、泊松比、疲劳极限等。
110：电子设备根据所述几何设置参数、所述网格参数、所述载荷约束与所述材料属性，生成所述目标叶片的受力网格图。
由此，电子设备根据该目标叶片的几何设置参数以及材料属性可以建立该目标叶片的模拟图像，然后可以按照网格参数进行划分获得网格参数图，再添加载荷约束对网格的每一个点进行受力分析，从而获得目标叶片的受力网格图。
112：电子设备显示所述受力网格图。
电子设备可以通过显示器向用户显示该受力网格图。其中，受力网格图中包括网格中每一个点的受力分析结果，用户可以通过受力网格图直观获取该点的受力分析结果。
在一些可能的实现方式中，可以根据受力大小为网格渲染不同的颜色，由此，用户可以直接通过颜色获取其中受力较大的部位。或者，也可以根据受力大小为网格颜色渲染不同的深浅，用户可以根据深浅程度直接获取目标叶片中受力较大的部位。如图4所示，图4（A）为一种目标叶片为轴流单叶片的受力网格图，其中，图4（A）中（1）处颜色渲染较浅，表示受力较小，图4（A）中（2）处颜色渲染较深，表示受力较大。图4（B）为对应轴流整体叶盘的受力网格图，其中，图4（B）中（3）处颜色渲染较浅，表示受力较小，图4（B）中（4）处颜色渲染较深，表示受力较大。图4（C）为一种目标叶片为径流单叶片的受力网格图，其中，图4（C）中（5）处颜色渲染较浅，表示受力较小，图（C）中（6）处颜色渲染较深，表示受力较大。图4（D）为对应径流整体轮盘的受力网格图其中，图4（D）中（7）处颜色渲染较浅，表示受力较小，图4（D）中（8）处颜色渲染较深，表示受力较大。
114：电子设备响应于所述用户根据所述受力网格图对于所述目标叶片的几何设置参数进行的更改，获取更改几何参数。
在一些可能的实现方式中，当存在某一点或某一部分受力较大，则表明该部分在实际中较容易断裂，因此可以对目标叶片的几何设置参数进行更改。
用户可以根据电子设备所显示的受力网格图，确定需要更改的几何设置参数，然后在几何设置参数页面对于几何参数进行更改。电子设备响应于用户根据受力网格图对于目标叶片的几何设置参数进行的更改，获取更改几何参数。
116：电子设备根据所述更改几何参数、所述网格参数、所述载荷约束与所述材料属性，生成所述目标叶片的目标受力网格图。
在用户更改几何设置参数后，电子设备可以根据更改几何参数与材料属性可以建立更改后的目标叶片的模拟图像，然后可以按照网格参数进行划分获得网格参数图，再添加载荷约束对网格的每一个点进行受力分析，从而获得更改后的目标叶片的受力网格图。
需要说明的是，由于很难直接获取符合要求的结果，因此本方案所提供的叶轮辅助分析方法可以对于几何设置参数进行多次更改，即重复执行114至116。直至获取到符合要求的目标受力网格图。如图5所示，图5（A）为一种目标叶片为轴流单叶片的目标受力网格图，图5（B）为对应轴流整体叶盘的目标受力网格图，图5（C）为一种目标叶片为径流单叶片的目标受力网格图，图5（D）为对应径流整体轮盘的目标受力网格图。以图5（A）和图4（A）为例，相比图4（A），图5（A）中颜色渲染更加均匀，表明其受力更加均匀。
基于以上内容的描述，本申请中电子设备首先显示多个叶片的子午图，然后响应于用户在子午图中的选择，获取用户需要进行分析的目标叶片，然后显示该目标叶片对应的子午图，其中该目标叶片的子午图中包括目标叶片的几何设置参数，然后响应于用户输入的网络参数、载荷约束和材料属性，获取网络参数、载荷约束和材料属性，进一步获取目标叶片的受力网格图，并显示该受力网格图给用户，以使用户根据受力网格图判断如何对于目标叶片的几何设置参数进行更改。响应于用户的更改，获取更改几何参数，然后根据更改几何参数、网格参数、载荷约束和材料属性，生成目标受力网格图，该目标受力网格图符合实际需求。
由此，通过附加载荷约束与材料属性对于预设的目标叶片的几何设置参数进行受力分析，根据受力分析结果判断是否满足实际需求。并且，通过网格参数进行受力分析，从而获得准确的受力分析结果。进一步地，通过受力网格图辅助用户对于几何设置参数进行更改，并继续模拟，可以确定出更加符合实际需求的几何设置参数，以便进行实物制造。
在一些可能的实现方式中，把目标叶片的类型可以包括轴流叶片和径流叶片，不同类型的叶片对应不同的几何设置参数。
具体地，电子设备可以根据目标叶片的子午图中入口切线和出口切线的斜率差，确定所述目标叶片的类型，确定所述目标叶片的类型。所述目标叶片的类型包括轴流叶片和径流叶片，所述入口切线为轮毂入口点与轮毂的切线，所述出口切线为轮毂出口点与所述轮毂的切线，所述轴流叶片对应的几何设置参数为叶片缘板、叶片圆角以及枞树形榫头中的至少一个，所述径流叶片对应的几何设置参数为腹板型面、内孔、轮盖、外圆花边、环形沟槽、凸台以及倒圆中的至少一个。
通常情况下，轴流叶片入口切线和出口切线的斜率差小于30度，否则为径流情况。如图6所示，其中，图6（A）为轴流叶片的示意图，其中，A点为轮毂入口点，B点为轮毂出口点，a为入口切线，即轮毂入口点与轮毂的切线，b为出口切线，即轮毂出口点与所述轮毂的切线。其中入口切线和出口切线的角度为25度。图（B）为径流叶片的示意图，其中，C点为轮毂入口点，D点为轮毂出口点，c为入口切线，即轮毂入口点与轮毂的切线，d为出口切线，即轮毂出口点与所述轮毂的切线。其中入口切线和出口切线的角度为90度。
电子设备可以根据用户对于目标叶片的选择，根据标叶片的子午图中入口切线和出口切线的斜率差，确定所述目标叶片的类型，调用该类型对应的几何设置参数。如图7所示，图7（a）为轴流叶片的子午图，图7（b）为径流叶片的子午图。
在110中，电子设备可以根据该目标叶片的几何设置参数以及材料属性可以建立该目标叶片的模拟图像，然后可以按照网格参数进行划分获得网格参数图，再添加载荷约束对网格的每一个点进行受力分析，从而获得目标叶片的受力网格图。
电子设备也可以先根据几何设置参数与网格参数生成该目标叶片的网格参数图，然后再添加载荷约束和材料属性等实际运行条件，生成目标叶片的受力网格图。其中，网格参数图如图8所示。图8为一种目标叶片为轴流叶片的网格参数图。
进一步地，在进行受力分析时，电子设备可以根据载荷约束、材料属性以及网格参数图，对网格参数图中的每个点进行受力分析，然后根据网格参数图中的每个点的受力分析结果，生成目标叶片的受力网格图。
电子设备也可以根据载荷约束、材料属性以及网格参数图，对网格参数图中的每个网格进行受力分析，然后根据网格参数图中的每个网格的受力分析结果，生成目标叶片的受力网格图。
当对每个点进行受力分析时，可以获得网格每个点的受力分析结果，然后不同力的大小对应不同的颜色，例如可以通过红绿蓝（red-green-blue，RGB）色值进行区分。例如，受力较大的点对应较高的RGB色值。
电子设备可以根据所述网格参数图中的每个点的受力分析结果，对所述每个点进行着色；根据网格中每个点的颜色，对网格进行着色，生成所述目标叶片的受力网格图。其中，网格的颜色可以由该网格顶点的色值确定得到。
在一些可能的实现方式中，顶点的颜色不仅包括该点的受力大小，还包括该点的方向，可以建立方向和颜色的对应关系，通过受力网格图展示网格中每个点受力的大小与方向。
在一些可能的实现方式中，本方案中的受力分析可以通过不同算法进行求解，不同算法对应不同的求解器，用户可以在电子设备中选择目标求解器，电子设备响应于用户对于目标求解器的选择，确定目标求解器，从而通过目标求解器，根据所述几何设置参数、所述网格参数、所述载荷约束与所述材料属性，生成所述目标叶片的受力网格图。
其中，不同求解器可以对应不同的环境，不同的求解器在不同的环境下具有不同的准确率，从而满足不同环境的需求。或者，不同求解器也可以对应不同的叶片，根据目标叶片，选择具有较高准确率的求解器，满足目标叶片的需求。或者，也可以通过不同求解器对于同一目标叶片以及同一环境进行求解，从而减少误差，提高准确率。
在一些可能的实现方式中，本方案所提供的叶轮辅助分析方法可以通过计算机软件完成，该软件可以包括显示界面、数据设置模块、绘制模块、三维实体模块、前处理模块、运行有限元分析模块以及后处理模块。
如图9所示，用户在界面通过数据设置模块设置数据。用户在界面通过三维实体模块进行实体模型预览，三维实体模块生成模型后，调用绘制模块绘制实体，并通过界面显示给用户。用户通过界面在前处理模块预览网格划分，前处理模块根据数据模块所存储的数据进行网格划分，生成数据文件（例如可以为dat格式的文件），然后调用绘制模块绘制网格，将绘制结果通过界面展示给用户。当用户需要调用运行有限元分析模块进行求解时，运行有限元分析进行求解，输出数据结果，然后将求解结果调用后处理模块进行后处理，调用绘制模块绘制后处理结果，并将绘制结果返回至界面以便用户查看。其中，该软件还包括数据模块，数据模块用于存储数据。
与上述方法实施例相对应的，本申请还提供了一种叶轮辅助分析装置，该装置参见图10，该装置1000包括：显示模块1002、交互模块1004、生成模块1006。
在一些可能的实现方式中，所述装置还包括，确定模块，用于：
根据所述目标叶片的子午图中入口切线和出口切线的斜率差，确定所述目标叶片的类型，所述目标叶片的类型包括轴流叶片和径流叶片，所述入口切线为轮毂入口点与轮毂的切线，所述出口切线为轮毂出口点与所述轮毂的切线，所述轴流叶片对应的几何设置参数为叶片缘板、叶片圆角以及枞树形榫头中的至少一个，所述径流叶片对应的几何设置参数为腹板型面、内孔、轮盖、外圆花边、环形沟槽、凸台以及倒圆中的至少一个。
在一些可能的实现方式中，所述生成模块具体用于：
根据所述几何设置参数与所述网格参数，生成所述目标叶片的网格参数图；
根据所述载荷约束、所述材料属性以及所述网格参数图，生成所述目标叶片的受力网格图。
在一些可能的实现方式中，所述生成模块具体用于：
根据所述载荷约束、所述材料属性以及所述网格参数图，对所述网格参数图中的每个点进行受力分析；
根据所述网格参数图中的每个点的受力分析结果，生成所述目标叶片的受力网格图。
在一些可能的实现方式中，所述生成模块具体用于：
根据所述网格参数图中的每个点的受力分析结果，对所述每个点进行着色；
根据网格中每个点的颜色，对网格进行着色，生成所述目标叶片的受力网格图。
在一些可能的实现方式中，所述交互模块还用于：
响应于所述用户对于目标求解器的选择，确定目标求解器；
所述生成模块具体用于：
通过目标求解器，根据所述几何设置参数、所述网格参数、所述载荷约束与所述材料属性，生成所述目标叶片的受力网格图。
本申请提供一种设备，用于实现叶轮辅助分析方法。该设备包括处理器和存储器。处理器、存储器进行相互的通信。该处理器用于执行存储器中存储的指令，以使得设备执行上述叶轮辅助分析方法。
本申请提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当其在设备上运行时，使得设备执行上述叶轮辅助分析方法。
本申请提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在设备上运行时，使得设备执行上述叶轮辅助分析方法。
另外需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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模块来实现本实施例方案的目的。另外，本申请提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过专用硬件包括专用集成电路、专用CPU、专用存储器、专用元器件等来实现。一般情况下，凡由计算机程序完成的功能都可以很容易地用相应的硬件来实现，而且，用来实现同一功能的具体硬件结构也可以是多种多样的，例如模拟电路、数字电路或专用电路等。但是，对本申请而言更多情况下软件程序实现是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分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可读取的存储介质中，如计算机的软盘、U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，训练设备，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述的方法。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。
所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、训练设备或数据中心通过有线（例如同轴电缆、光纤、数字用户线（DSL））或无线（例如红外、无线、微波等）方式向另一个网站站点、计算机、训练设备或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存储的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的训练设备、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，（例如，软盘、硬盘、磁带）、光介质（例如，DVD）、或者半导体介质（例如固态硬盘（Solid State Disk，SSD)）等。
需要说明的是：本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种叶轮辅助分析方法，其特征在于，所述方法包括：
显示多个叶片的子午图；
响应于用户对于多个叶片中目标叶片的选择，获取目标叶片；
根据所述多个叶片的子午图，显示所述目标叶片的子午图，所述目标叶片的子午图中包括所述目标叶片的几何设置参数；
响应于所述用户输入的网格参数、载荷约束与材料属性，获取所述网格参数、所述载荷约束与所述材料属性；
根据所述几何设置参数、所述网格参数、所述载荷约束与所述材料属性，生成所述目标叶片的受力网格图；
显示所述受力网格图；
响应于所述用户根据所述受力网格图对于所述目标叶片的几何设置参数进行的更改，获取更改几何参数；
根据所述更改几何参数、所述网格参数、所述载荷约束与所述材料属性，生成所述目标叶片的目标受力网格图。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述目标叶片的子午图中入口切线和出口切线的斜率差，确定所述目标叶片的类型，所述目标叶片的类型包括轴流叶片和径流叶片，所述入口切线为轮毂入口点与轮毂的切线，所述出口切线为轮毂出口点与所述轮毂的切线，所述轴流叶片对应的几何设置参数为叶片缘板、叶片圆角以及枞树形榫头中的至少一个，所述径流叶片对应的几何设置参数为腹板型面、内孔、轮盖、外圆花边、环形沟槽、凸台以及倒圆中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述几何设置参数、所述网格参数、所述载荷约束与所述材料属性，生成所述目标叶片的受力网格图，包括：
根据所述几何设置参数与所述网格参数，生成所述目标叶片的网格参数图；
根据所述载荷约束、所述材料属性以及所述网格参数图，生成所述目标叶片的受力网格图。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述载荷约束、所述材料属性以及所述网格参数图，生成所述目标叶片的受力网格图，包括：
根据所述载荷约束、所述材料属性以及所述网格参数图，对所述网格参数图中的每个点进行受力分析；
根据所述网格参数图中的每个点的受力分析结果，生成所述目标叶片的受力网格图。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述网格参数图中的每个点的受力分析结果，生成所述目标叶片的受力网格图，包括：
根据所述网格参数图中的每个点的受力分析结果，对所述每个点进行着色；
根据网格中每个点的颜色，对网格进行着色，生成所述目标叶片的受力网格图。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
响应于所述用户对于目标求解器的选择，确定目标求解器；
所述根据所述几何设置参数、所述网格参数、所述载荷约束与所述材料属性，生成所述目标叶片的受力网格图，包括：
通过目标求解器，根据所述几何设置参数、所述网格参数、所述载荷约束与所述材料属性，生成所述目标叶片的受力网格图。
7.一种叶轮辅助分析装置，其特征在于，所述装置包括：显示模块、交互模块、生成模块；
所述显示模块，用于显示多个叶片的子午图；
所述交互模块，用于响应于用户对于多个叶片中目标叶片的选择，获取目标叶片；
所述显示模块，还用于根据所述多个叶片的子午图，显示所述目标叶片的子午图，所述目标叶片的子午图中包括所述目标叶片的几何设置参数；
所述交互模块，还用于响应于所述用户输入的网格参数、载荷约束与材料属性，获取所述网格参数、所述载荷约束与所述材料属性；
所述生成模块，用于根据所述几何设置参数、所述网格参数、所述载荷约束与所述材料属性，生成所述目标叶片的受力网格图；
所述显示模块，还用于显示所述受力网格图；
所述交互模块，还用于响应于所述用户根据所述受力网格图对于所述目标叶片的几何设置参数进行的更改，获取更改几何参数；
所述生成模块，还用于根据所述更改几何参数、所述网格参数、所述载荷约束与所述材料属性，生成所述目标叶片的目标受力网格图。
8.一种设备，其特征在于，所述设备包括处理器和存储器；
所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以使得所述设备执行如权利要求1至6中任一项所述的方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括指令，所述指令指示设备执行如权利要求1至6中任一项所述的方法。
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| 多级轴流压气机三维气动设计的一种快速方法;陈乃兴, 张宏武, 徐燕骥, 黄伟光;工程热物理学报(第04期);全文 * |
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