CN117332532B - 一种轴流叶轮机械叶片模型构建方法及装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种轴流叶轮机械叶片模型构建方法及装置，涉及叶片设计制造领域。该方法包括：获取预先确定的至少两个叶片等截面，进而对叶片等截面进行区域划分，得到对应的叶片等截面子区域，根据叶片等截面的叶片等截面面积以及各叶片等截面子区域对应的区域重心坐标，确定各叶片等截面的目标重心坐标，从而基于目标重心坐标将各叶片等截面进行积叠，构建得到叶片等截面所对应的轴流叶轮机械叶片模型。本公开提供的轴流叶轮机械叶片模型构建方法及装置，可以有效缩短轴流叶轮机械叶片模型的构建周期，降低计算量，提高轴流叶轮机械叶片模型构建的效率。

Description

一种轴流叶轮机械叶片模型构建方法及装置

技术领域

本公开涉及叶片设计制造领域，尤其涉及一种轴流叶轮机械叶片模型构建方法及装置。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本公开的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

通过积叠的方式去构建轴流叶轮机械的叶片模型时，可以根据流体力学需求和结构要求，将多个叶片片段叠置在一起来形成完整的叶片，以实现更复杂的集合形状和曲率分布，从而提高叶片的强度和刚度。

目前，通常是通过计算轴流叶轮机械叶片的中弧线来确定叶片的展向情况，进而完成叶片的模型构建，该方法的实现需要涉及大量参数数据的运算过程，从而降低了轴流叶轮机械叶片模型构建的效率。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供了一种轴流叶轮机械叶片模型构建方法及装置，进而至少在一定程度上解决相关技术中无法快速地确定轴流叶轮机械叶片模型构建的关键参数而导致叶片设计周期长的问题。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种轴流叶轮机械叶片模型构建方法，该方法包括：

获取预先确定的至少两个叶片等截面；

对叶片等截面进行区域划分，得到叶片等截面对应的叶片等截面子区域；

根据叶片等截面的叶片等截面面积以及各叶片等截面子区域对应的区域重心坐标，确定各叶片等截面的目标重心坐标；

基于目标重心坐标将各叶片等截面进行积叠，构建得到叶片等截面所对应的轴流叶轮机械叶片模型。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种轴流叶轮机械叶片模型构建装置，包括：

叶片等截面获取模块，用于获取预先确定的至少两个叶片等截面；

区域划分模块，用于对叶片等截面进行区域划分，得到叶片等截面对应的叶片等截面子区域；

坐标确定模块，用于根据叶片等截面的叶片等截面面积以及各叶片等截面子区域对应的区域重心坐标，确定各叶片等截面的目标重心坐标；

模型构建模块，用于基于目标重心坐标将各叶片等截面进行积叠，构建得到叶片等截面所对应的轴流叶轮机械叶片模型。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开示例实施例中的基于重心积叠的轴流叶轮机械叶片设计方法，通过获取预先确定的至少两个叶片等截面，对叶片等截面进行区域划分，得到叶片等截面对应的叶片等截面子区域，进而根据叶片等截面的叶片等截面面积以及各叶片等截面子区域对应的区域重心坐标，确定各叶片等截面的目标重心坐标，从而可以基于目标重心坐标将各叶片等截面进行积叠，构建得到叶片等截面所对应的轴流叶轮机械叶片模型。一方面，通过对叶片等截面进行区域划分，将对于叶片等截面的计算简化为对于各子区域的计算，降低了轴流叶轮机械叶片模型构建过程中的计算复杂度，从而减少了计算过程所需的时间，提高了计算效率及性能；另一方面，通过基于目标重心坐标进行叶片等截面的积叠，构建叶片等截面所对应的轴流叶轮机械叶片模型，相比于传统手动设计方法，可以快速生成完整的轴流叶轮机械叶片模型，从而缩短叶片设计阶段的时间，提高了轴流叶轮机械叶片的设计效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本公开的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是本公开根据一示例性实施例示出的一种轴流叶轮机械叶片模型构建方法的流程图。

图2是本公开根据一示例性实施例示出的一种对叶片等截面进行区域划分的示例图。

图3是本公开根据一示例性实施例示出的另一种对叶片等截面进行区域划分的示例图。

图4是本公开根据一示例性实施例示出的一种预先确定的叶片等截面边缘型线示例图。

图5是本公开根据一示例性实施例示出的一种对叶片等截面进行积叠构建得到叶片等截面所对应的轴流叶轮机械叶片模型的示例图。

图6是本公开根据一示例性实施例示出的一种确定叶片等截面目标重心坐标的流程图。

图7是本公开根据一示例性实施例示出的一种构建得到叶片等截面对应轴流叶轮机械叶片模型的流程图。

图8是本公开根据一示例性实施例示出的轴流叶轮机械叶片模型构建方法的整体流程图。

图9是本公开根据一示例性实施例示出的一种轴流叶轮机械叶片模型构建装置的框图。

图10是本公开根据一示例性实施例示出的适于用来实现本公开实施例的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

以下对本公开实施例的技术方案进行详细阐述：

相关技术中，通常是通过计算各叶片等截面的中弧线确定叶片的展向角度，该方法无法快速的确定叶片等截面的积叠规律，降低了叶片模型构建过程的效率。

基于上述一个或者多个问题，本公开实施例首先提出了一种轴流叶轮机械叶片模型构建方法，可以缩短叶片的设计周期。以服务器执行该方法为例，参考图1所示，示出了一种轴流叶轮机械叶片模型构建方法，包括以下步骤：

在步骤S101，获取预先确定的至少两个叶片等截面；

在步骤S102，对叶片等截面进行区域划分，得到叶片等截面对应的叶片等截面子区域；

在步骤S103，根据叶片等截面的叶片等截面面积以及各叶片等截面子区域对应的区域重心坐标，确定各叶片等截面的目标重心坐标；

在步骤S104，基于目标重心坐标将各叶片等截面进行积叠，构建得到叶片等截面所对应的轴流叶轮机械叶片模型。

根据本公开示例实施例中的基于重心积叠的轴流叶轮机械叶片设计方法，一方面，通过对叶片等截面进行区域划分，将对于叶片等截面的计算简化为对于各子区域的计算，降低了轴流叶轮机械叶片模型构建过程中的计算复杂度，从而减少了计算过程所需的时间，提高了计算效率及性能；另一方面，通过基于目标重心坐标进行叶片等截面的积叠，构建叶片等截面所对应的轴流叶轮机械叶片模型，相比于传统手动设计方法，可以快速生成完整的轴流叶轮机械叶片模型，从而缩短叶片设计阶段的时间，提高了轴流叶轮机械叶片的设计效率。

下面，对步骤S101至步骤S104进行详细说明。

在步骤S101中，获取预先确定的至少两个叶片等截面。

本公开一示例性实施例中，叶片等截面是指在叶轮中垂直于轴线方向上取一个平面，并通过该平面与叶片相交所得到的形状。本实施例中叶片等截面的数量可以是2、10、100等，数量在两个以上即可，本公开对此不做限定。在轴流叶轮机械叶片模型的构建过程中，当叶片等截面的数量越大，所设计的叶片的结构会更加均匀与紧凑，具有更高的刚度、强度以及精细度。

示例性地，叶片等截面可以是基于叶片的一维初始设计参数所构型得到的，也可以预先对已有叶片的一维初始设计参数与叶片等截面形状间的关系进行分析，得到二者间的相互影响规律，进而结合一维初始设计参数与影响规律进行叶片等截面的生成，本示例实施例对此不做限定。

进一步地，可以通过手动上传的方式获取预设的叶片等截面，也可以通过网页表单、API接口或其他数据传输方式来实现，也可以通过从预先人工绘制并建立的数据库中获取预设的叶片等截面等，本示例实施例对此不做限定。

通过获取预设的叶片等截面，可以忽略叶片设计过程中获取叶片等截面的步骤，使计算资源可以更加集中于后续的计算过程，缩短了轴流叶轮机械叶片模型的构建流程，提高了模型构建效率。

在步骤S102中，对叶片等截面进行区域划分，得到叶片等截面对应的叶片等截面子区域。

在本公开一示例性实施例中，叶片等截面子区域是指叶片等截面进行区域划分后所得到的各个局部区域。叶片等截面子区域的所划分生成的数量可以为20、100、400等，本公开对叶片等截面所划分出的叶片等截面子区域数量不做限定。

其中，可以以叶片等截面内一点为交汇点，基于叶片等截面边缘型线的划分状况对叶片等截面进行区域划分，也可以以叶片等截面内一点为交汇点，对边缘型线进行等分，然后根据等分点对叶片等截面进行区域划分，当然还可以按照预设规则图形的形状对叶片等截面进行随机划分，本示例实施例对叶片等截面的区域划分方式及叶片等截面子区域大小不做限定。

示例性地，可以通过对叶片等截面的边缘型线进行分割，得到对应的分割点数，进而可以根据生成的分割点与叶片等截面内的点进行连接来完成叶片等截面的区域划分。进一步地，可以对边缘型线进行等分处理以实现叶片等截面的划分，还可以在边缘型线曲率较小的区段设置较少的划分点，在边缘型线曲率较大的区段设置较多的划分点来完成叶片等截面的划分，当然还可以将叶片等截面中心位置划分为较大的子区域，而对叶片等截面内越靠近边缘型线的区域进行越密集、子区域面积越小的区域划分，本示例实施例对此不做限定。

示例性地，如图2所示，对边缘型线进行划分，以叶片等截面内点201为交汇点与各划分点进行连接，以将叶片等截面划分为若干叶片等截面子区域，或如图3所示，将叶片等截面随机划分为多个规则区域，随机将叶片等截面划分为若干子区域，在叶片等截面的中心位置采用数量更少，面积更大的划分规则，在叶片等截面边缘区域采用数量更多，面积更小的边缘密集化划分规则，以便于重心坐标的计算，提高重心坐标的计算准确度。

通过将叶片等截面划分为多个子区域，一方面，可以将原本复杂的计算问题分解为更小的问题，降低了计算的复杂度，提高了计算效率；另一方面，对叶片等截面进行区域划分后，可以更好地利用计算资源，对于不同的子区域可以分配给不同的计算单元进行并行计算，充分发挥硬件资源的优势，提高了服务器的计算效率。

在步骤S103，根据叶片等截面的叶片等截面面积以及各叶片等截面子区域对应的区域重心坐标，确定各叶片等截面的目标重心坐标。

在本公开一示例性实施例中，可以通过计算每个小区域或网格的重心坐标，进而加权求和得到目标重心坐标，当然也可以根据叶片等截面轮廓、叶片等截面面积及所划分的子区域，利用计算机仿真软件建立叶片的几何模型，在设置材料属性等参数后，进行力学分析来得到各叶片等截面的目标重心坐标，本示例实施例对此不做限定。

通过将大面积不规则图形目标重心坐标的计算转化为一系列小面积简单图形区域重心坐标的计算，降低了叶片等截面目标重心坐标的计算复杂度，提升了各叶片等截面目标重心坐标的计算速率。

在步骤S104，基于目标重心坐标将各叶片等截面进行积叠，构建得到叶片等截面所对应的轴流叶轮机械叶片模型。

在本公开一示例性实施例中，可以确定叶片的重心积叠规律，进而沿积叠线进行弯掠来得到叶片模型。例如，如图4所示，将图4左侧的各叶片等截面进行积叠，得到右侧所示的轴流叶轮机械叶片模型。

通过目标重心坐标将各叶片等截面进行积叠来构建轴流叶轮机械叶片模型，可以将复杂的三维叶片模型的构建过程简化为一系列平面的积叠问题，即将问题层面从复杂的三维几何形状转变到二维平面截面上来，降低了计算维度及建模的复杂度，简化了设计流程，并提高了计算效率。

以下对于步骤S101至步骤S104中所涉及的技术方案进行详细解释。

在本公开一示例实施例中，可以通过如下步骤实现对叶片等截面进行区域划分，得到叶片等截面对应叶片等截面子区域：

对叶片等截面的边缘型线进行分割，得到多个分割点，进而将分割点作为预设规则图形的部分顶点，在叶片等截面中确定得到多个预设规则图形，以实现对叶片等截面的区域划分，并将预设规则图形作为叶片等截面子区域。

其中，预设规则图形可以是三角形、矩形、梯形等，只要可以通过规则图形区域重心坐标的简单运算替代大面积不规则图形重心坐标的复杂运算即可，本示例实施例对此不做特别限定。

可选地，可以将边缘型线进行等分，获得各分割点，也可以将边缘型线随机进行划分，获得各分割点，当然还可以将边缘型线按照前缘线、尾缘线、吸力面线及压力面线进行划分，再针对各部分边缘型线获取分割点，其中，可以对各线段进行分割处理之后可以分别得到不同数量的分割点，也可以对前缘线、尾缘线、吸力面线及压力面线中至少两项获取相同数量的分割点，只要可以完成对边缘型线的分割即可，本示例实施例对此不做限定。

通过预设的规则图形对叶片等截面进行划分，可以将原本复杂的计算问题简化为多个简单的计算子问题，即将多边形重心坐标计算问题转变为简单规则图形的重心计算问题，而规则图形的重心坐标通常只涉及简单的数学运算，使得计算过程更加简便，大大减少了计算的复杂度，提高了计算效率。

在本公开一示例实施例中，叶片等截面的边缘型线如图5所示，包括前缘线501、尾缘线502、吸力面线503及压力面线504，且可以通过以下步骤实现对叶片等截面的边缘型线进行分割，得到多个分割点：

获取预设的第一等分比例和第二等分比例，进而可以根据第一等分比例对前缘线501和尾缘线502进行等分，并根据第二等分比例对吸力面线503和压力面线504进行等分，得到多个分割点。

其中，等分比例是指对边缘型线进行分割时的分割点数量，等分比例可以是50、100、150等，例如当等分比例为100时，相应的就有100个分割点，即可将前缘线分割为100段。

具体地，前缘线501与尾缘线502相比于吸力面线503及压力面线504较短，可以将第一等分比例的数值相较于第二等分比例的数值设置的更小，以在靠近叶片等截面前缘线501及尾缘线502的区域处获得更佳准确的计算结果，同时，将第二等分比例的数值设置的更大，以在靠近叶片等截面吸力面线503及压力面线504的区域处进行更少的计算过程，从而可以在保证计算结果准确性的前提下提升计算的效率。

在本公开一示例实施例中，还可以实现如下步骤：

可以将各分割点对应的分割点坐标按照边缘型线的围绕方向进行顺序排列，得到分割点对应的初始分割点坐标数组。

其中，边缘型线的围绕方向可以是顺时针，也可以是逆时针，可以保证分割点的连续即可，本示例实施例对此不做限定。

示例性地，可以将前缘线501及尾缘线502分别按照第一等分比例为100的数量进行等分，以分别获取100个等分点坐标，并将前缘线501上的100个等分点坐标表示为，将尾缘线502上的100个等分点坐标表示为/>；同时将吸力面线503及压力面线504同样分别按照第二等分比例为100的数量进行等分，同样分别获取100个等分点坐标，并将吸力面线503上的100个等分点坐标表示为/>，将压力面线504上的100个等分点坐标表示为/>。进而按照顺时针方向，即/>＜＜/>＜＜/>＜＜/>的顺序组成400个点坐标的初始分割点坐标数组V。

通过将各分割点按照顺序进行排列，使得在后续的规则图形重心坐标的计算过程中顶点坐标的获取更为简便，即只需按顺序考虑数组中的相邻坐标，缩短了叶片等截面子区域重心坐标计算过程中顶点坐标的调用时间，提高了区域重心坐标的计算效率。

在本公开一示例实施例中，可以通过如图6所示的步骤实现根据叶片等截面的面积以及各叶片等截面子区域对应的区域重心坐标，确定各叶片等截面的目标重心坐标：

在步骤S601，对初始分割点坐标数组进行标准化处理，得到目标分割点坐标数组；

在步骤S602，根据目标分割点坐标数组确定叶片等截面的叶片等截面面积；

在步骤S603，基于目标分割点坐标数组确定各叶片等截面子区域对应的区域重心坐标；

在步骤S604，根据叶片等截面面积以及区域重心坐标，确定各叶片等截面的目标重心坐标。

其中，标准化处理是指根据一定的标准和规范，对数据进行统一、规范化处理的过程，以在确保准确性的前提下提高数据处理效率。

可选地，可以通过计算初始分割点坐标数组V的横纵坐标中值，进而对数组中所有点的横纵坐标均减去对应的坐标中值，以完成初始分割点坐标数组的标准化处理，当然也可以通过计算初始分割点坐标数组的均值和标准差，进而将每个坐标减去均值，并除以标准差，得到标准化后的目标分割点坐标数组，本示例实施例对此不做限定。

例如，可以通过如下公式（1）根据初始分割点坐标数组V中的横、纵坐标最大值、最小值得到初始分割点坐标数组V的横、纵坐标中值：

公式（1）

其中，可以表示初始分割点坐标数组V中的横坐标中值，/>可以表示初始分割点坐标数组V中的横坐标最大值，/>可以表示初始分割点坐标数组V中的横坐标最小值，/>可以表示初始分割点坐标数组V中的纵坐标中值，/>可以表示初始分割点坐标数组V中的纵坐标最大值，/>可以表示初始分割点坐标数组V中的纵坐标最小值。

进而可以根据如下公式（2）对数组中所有点的横纵坐标均减去对应的坐标中值：

公式（2）

其中，可以表示初始分割点坐标数组V中第/>项坐标的横坐标值，/>可以表示初始分割点坐标数组V中第/>项坐标的纵坐标值，/>可以表示初始分割点坐标数组V中的横坐标中值，/>可以表示初始分割点坐标数组V中的纵坐标中值。

从而得到标准化处理后的目标分割点坐标数组。

示例性地，可以采用如下公式（3）确定叶片等截面面积：

) 公式（3）

其中，表示叶片等截面面积，/>表示初始分割点坐标的个数，/>表示当前初始分割点坐标的横坐标数值，/>表示当前初始分割点坐标的纵坐标数值，/>表示下一初始分割点坐标的横坐标数值，/>表示下一初始分割点坐标的纵坐标数值。

具体地，可以基于目标分割点坐标数组确定各叶片等截面子区域对应的区域重心坐标，其中，叶片等截面子区域对应的区域重心坐标计算方式与叶片等截面子区域的形状相关，例如，当叶片等截面子区域为正方形时，区域重心坐标为正方形对角线的交点坐标，当叶片等截面子区域为三角形时，区域重心坐标为三个顶点坐标的横纵坐标均值。

可选地，当叶片等截面子区域为三角形，且坐标原点位于叶片等截面内时，此时叶片等截面子区域的区域重心坐标为叶片等截面子区域位于叶片等截面边缘型线上两顶点横纵坐标的均值，通过将一顶点设为作为坐标原点，使三个参数的计算过程转化为两个参数的计算过程，降低了目标重心坐标计算过程的计算复杂度。

通过对初始分割点坐标数组进行标准化处理，使分割点坐标具有了统一的尺度和分布，为后续的计算提供便利，提高了计算效率，同时，通过确定叶片等截面面积和区域重心坐标，可以更加精确地描述叶片的特征，提高了后续通过重心积叠方式构建模型的精确性。

在本公开一示例实施例中，可以通过以下步骤实现根据叶片等截面面积以及区域重心坐标，确定各叶片等截面的目标重心坐标：

基于目标分割点坐标数组计算叶片等截面子区域对应的子区域面积，进而可以根据叶片等截面面积、区域重心坐标和子区域面积确定各叶片等截面的目标重心坐标。

示例性地，可以基于目标分割点坐标数组计算叶片等截面子区域对应的子区域面积，进而可以根据叶片等截面面积、区域重心坐标和子区域面积确定各叶片等截面的初始重心坐标，继而可以对初始重心坐标进行反标准化处理，得到目标重心坐标。其中，反标准化处理是指将数据回归到原始尺度或单位的过程。具体地，本实施例中进行的反标准化处理方式随对初始分割点坐标数组进行的标准化处理方式的变化而变化，本示例实施例对反标准化处理的具体实施方式不做限定，可以与对初始分割点坐标数组进行的标准化处理对应即可。例如，当对初始分割点坐标数组进行的标准化处理方式为将初始分割点坐标数组中的横纵坐标减去对应的横纵坐标中值，那么本示例实施例采用的反标准化处理方式也将会是在对应的目标重心坐标加上对应的横纵坐标中值，以得到目标重心坐标。

例如，当目标分割点坐标数组为，预设规则图形为三角形，且坐标原点位于叶片等截面内时，可以采用公式（2）计算叶片等截面子区域对应的子区域面积，进而可以采用如下公式（4）计算各叶片等截面的初始重心坐标：

公式（4）

其中，区域重心坐标为，/>可以表示叶片等截面子区域面积，初始重心坐标为/>，/>可以表示叶片等截面面积。

具体地，区域重心坐标为可以通过如下公式（5）进行计算：

公式（5）

其中，及/>可以表示三角形叶片等截面子区域与叶片等截面边缘型线相交两点的横坐标，/>可以表示三角形叶片等截面子区域在叶片等截面内顶点的横坐标，/>及/>表示三角形叶片等截面子区域与叶片等截面边缘型线相交两点的纵坐标，/>可以表示三角形叶片等截面子区域在叶片等截面内顶点内的纵坐标。

进而可以将公式（2）中叶片等截面面积公式与子区域面积公式和公式（5）中区域重心坐标公式代入公式（4）中，推导出初始重心坐标的计算公式为如下公式（6）：

,

公式（6）

其中，表示初始重心坐标的横坐标，/>表示初始重心坐标的纵坐标，/>表示叶片等截面面积，/>表示当前初始分割点坐标的横坐标数值，/>表示当前初始分割点坐标的纵坐标数值，/>表示下一初始分割点坐标的横坐标数值，/>表示下一初始分割点坐标的纵坐标数值。

在得到初始重心坐标后，需要针对初始重心坐标进行反标准化处理，进一步地，对初始重心坐标进行的反标准化处理方式与对初始分割点坐标数组进行的标准化处理方式相对应。可以通过如下公式（7）对初始重心坐标进行反标准化处理得到目标重心坐标/>：

公式（7）

其中，表示初始重心坐标的横坐标，/>表示初始重心坐标的纵坐标，/>可以表示初始分割点坐标数组V中的横坐标中值，/>可以表示初始分割点坐标数组V中的纵坐标中值，/>表示目标重心坐标的横坐标，/>表示目标重心坐标的纵坐标。

在本公开一示例实施例中，如图7所示可以通过以下步骤构建得到叶片等截面所对应的轴流叶轮机械叶片模型：

在步骤S701，获取预设的叶片弯掠数据；

在步骤S702，基于目标重心坐标和叶片弯掠数据确定叶片重心积叠线；

在步骤S703，按照叶片重心积叠线对叶片等截面进行积叠，构建得到叶片等截面所对应的轴流叶轮机械叶片模型。

其中，叶片弯掠数据是指叶片在径向上的几何形状参数，用于描述叶片弯曲的程度和形态。叶片弯掠数据可以是叶片的弯掠角、弯掠起始位置、弯掠形状、弯掠量等其中的至少一项，本示例实施例对此不做限定。

具体地，在计算出各叶片等截面的目标重心坐标后，可以将各目标重心连接起来，以得到连续的重心积叠线。

通过将重心坐标连接生成叶片重心积叠线来对叶片等截面进行积叠，可以快速构建出叶片的几何模型，在保证叶片整体结构一致性的前提下，提高了叶片设计过程的效率。

在本公开一示例实施例中，参考图8所示，示出了另一种轴流叶轮机械叶片模型构建方法的流程图，包括以下步骤S801至步骤S806：

在步骤S801，获取叶片等截面：例如，可以直接获取预先设计好的至少两个叶片等截面；

在步骤S802，对叶片等截面边缘型线进行等分：对边缘型线中的前缘线及尾缘线按照相同的任意预设第一等分比例进行等分，对吸力面线及压力面线按照相同的任意预设第二等分比例进行等分；

在步骤S803，进行叶片等截面区域划分：例如，可以按照预设规则图形以叶片等截面内任意一点为坐标原点，并将坐标原点与所有等分点进行连接来，以将叶片等截面划分为对应的叶片等截面子区域；

在步骤S804，计算叶片等截面子区域的面积及重心：将规则图形除坐标原点外的所有顶点代入公式（3）及公式（5）中进行叶片等截面子区域面积及重心的计算；

在步骤S805，计算叶片等截面的目标重心坐标；

在步骤S806，根据目标重心坐标沿积叠线进行积叠：将所有叶片等截面的重心进行连接，根据弯掠数据获得轴流叶轮机械叶片模型的积叠线，进而根据积叠线将所有叶片等截面进行积叠来构建轴流叶轮机械叶片模型。

根据本公开示例实施例中的轴流叶轮机械叶片模型构建方法，一方面，通过对叶片等截面进行区域划分，将对于叶片等截面的计算简化为对于各子区域的计算，降低了轴流叶轮机械叶片模型构建过程中的计算复杂度，从而减少了计算过程所需的时间，提高了计算效率及性能；另一方面，通过基于目标重心坐标进行叶片等截面的积叠，构建叶片等截面所对应的轴流叶轮机械叶片模型，相比于传统手动设计方法，可以快速生成完整的轴流叶轮机械叶片模型，从而缩短叶片设计阶段的时间，提高了轴流叶轮机械叶片的设计效率。

在本公开一示例实施例中，如图9所示提供一种轴流叶轮机械叶片模型构建装置，包括叶片等截面获取模块901、区域划分模块902、坐标确定模块903及模型构建模块904，具体如下：

叶片等截面获取模块901，用于获取预先确定的至少两个叶片等截面；

区域划分模块902，用于对叶片等截面进行区域划分，得到叶片等截面对应的叶片等截面子区域；

坐标确定模块903，用于根据叶片等截面的叶片等截面面积以及各叶片等截面子区域对应的区域重心坐标，确定各叶片等截面的目标重心坐标；

模型构建模块904，用于基于目标重心坐标将各叶片等截面进行积叠，构建得到叶片等截面所对应的轴流叶轮机械叶片模型。

在本公开一示例实施例中，区域划分模块902被确定为：

边缘型线划分模块，用于对叶片等截面的边缘型线进行分割，得到多个分割点；

子区域确定模块，用于将分割点作为预设规则图形的部分顶点，在叶片等截面中确定得到多个预设规则图形，以实现对叶片等截面的区域划分，并将预设规则图形作为叶片等截面子区域。

在本公开一示例实施例中，区域划分模块902被设置为：

等分比例获取模块，用于获取预设的第一等分比例和第二等分比例；

分割点获取模块，用于根据第一等分比例对前缘线和尾缘线进行等分，并根据第二等分比例对吸力面线和压力面线进行等分，得到多个分割点。

在本公开一示例实施例中，区域划分模块902被确定为：

将各分割点对应的分割点坐标按照边缘型线的围绕方向进行顺序排列，得到分割点对应的初始分割点坐标数组。

在本公开一示例实施例中，坐标确定模块903被确定为：

标准化处理模块，用于对初始分割点坐标数组进行标准化处理，得到目标分割点坐标数组；

叶片等截面面积确定模块，用于根据目标分割点坐标数组确定叶片等截面的叶片等截面面积；

区域重心坐标确定模块，用于基于目标分割点坐标数组确定各叶片等截面子区域对应的区域重心坐标；

目标重心坐标确定模块，用于根据叶片等截面面积以及区域重心坐标，确定各叶片等截面的目标重心坐标。

在本公开一示例实施例中，坐标确定模块903被确定为：

坐标最值确定模块，用于根据初始分割点坐标数组确定横坐标最值和纵坐标最值；

坐标中值确定模块，用于根据横坐标最值确定横坐标中值，并根据纵坐标最值确定纵坐标中值；

数组生成模块，用于基于横坐标中值和纵坐标中值，对初始分割点坐标数组进行标准化处理，得到目标分割点坐标数组。

在本公开一示例实施例中，坐标确定模块903被确定为：

子区域面积生成模块，用于基于目标分割点坐标数组计算叶片等截面子区域对应的子区域面积；

目标重心坐标计算模块，用于根据叶片等截面面积、区域重心坐标和子区域面积确定各叶片等截面的目标重心坐标。

在本公开一示例实施例中，坐标确定模块903被确定为：

初始重心坐标计算模块，用于根据叶片等截面面积、区域重心坐标和子区域面积确定各叶片等截面的初始重心坐标；

反标准化处理模块，用于对初始重心坐标进行反标准化处理，得到目标重心坐标。

在本公开一示例实施例中，模型构建模块904被确定为：

弯掠数据获取模块，用于获取预设的叶片弯掠数据；

积叠线生成模块，用于基于目标重心坐标和叶片弯掠数据确定叶片重心积叠线；

叶片等截面积叠模块，用于按照叶片重心积叠线对叶片等截面进行积叠，构建得到叶片等截面所对应的轴流叶轮机械叶片模型。

上述轴流叶轮机械叶片模型构建装置中各模块的具体细节已经在对应的轴流叶轮机械叶片模型构建方法中进行了详细的描述，因此此处不再赘述。

本公开的示例性实施方式还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有能够实现本说明书上述方法的程序产品。在一些可能的实施方式中，本公开的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在电子设备上运行时，程序代码用于使电子设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种示例性实施方式的步骤。该程序产品可以采用便携式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）并包括程序代码，并可以在电子设备，例如个人电脑上运行。然而，本公开的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、射频技术（RF）等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C#、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网（LAN）或广域网（WAN），连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。

本公开的示例性实施方式还提供了一种能够实现上述方法的电子设备。下面参照图10来描述根据本公开的这种示例性实施方式的电子设备1000。图10显示的电子设备1000仅仅是一个示例，不应对本公开实施方式的功能和使用范围带来任何限制。

如图10所示，电子设备1000可以以通用计算设备的形式表现。电子设备1000的组件可以包括但不限于：至少一个处理单元1010、至少一个存储单元1020、连接不同系统组件（包括存储单元1020和处理单元1010）的总线1030和显示单元1040。

存储单元1020存储有程序代码，程序代码可以被处理单元1010执行，使得处理单元1010执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种示例性实施方式的步骤。例如，处理单元1010可以执行图1中的方法步骤。

存储单元1020可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元（RAM）1021和/或高速缓存存储单元1022，还可以进一步包括只读存储单元（ROM）1023。

存储单元1020还可以包括具有一组（至少一个）程序模块1025的程序/实用工具1024，这样的程序模块1025包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

总线1030可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。

电子设备1000也可以与一个或多个外部设备1070（例如键盘、指向设备、蓝牙设备等）通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备1000交互的设备通信，和/或与使得该电子设备1000能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备（例如路由器、调制解调器等等）通信。这种通信可以通过输入/输出（I/O）接口1050进行。并且，电子设备1000还可以通过网络适配器1060与一个或者多个网络（例如局域网（LAN），广域网（WAN）和/或公共网络，例如因特网）通信。如图所示，网络适配器1060通过总线1030与电子设备1000的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备1000使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质（可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等）中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备（可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等）执行根据本公开示例性实施方式的方法。

此外，上述附图仅是根据本公开示例性实施方式的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。

本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围由权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种轴流叶轮机械叶片模型构建方法，其特征在于，包括：

获取预先确定的至少两个叶片等截面；

对所述叶片等截面的边缘型线进行分割，得到多个分割点，并将所述分割点作为预设规则图形的部分顶点，在所述叶片等截面中确定得到多个所述预设规则图形，以实现对所述叶片等截面的区域划分，并将所述预设规则图形作为叶片等截面子区域；

根据所述叶片等截面的叶片等截面面积以及各所述叶片等截面子区域对应的区域重心坐标，确定各所述叶片等截面的目标重心坐标；

基于所述目标重心坐标将各所述叶片等截面进行积叠，构建得到所述叶片等截面所对应的所述轴流叶轮机械叶片模型。

2.根据权利要求1所述的轴流叶轮机械叶片模型构建方法，其特征在于，所述边缘型线包括前缘线、尾缘线、吸力面线及压力面线；

所述对所述叶片等截面的边缘型线进行分割，得到多个分割点，包括：

获取预设的第一等分比例和第二等分比例；

根据所述第一等分比例对所述前缘线和所述尾缘线进行等分，并根据所述第二等分比例对所述吸力面线和所述压力面线进行等分，得到多个分割点。

3.根据权利要求2所述的轴流叶轮机械叶片模型构建方法，其特征在于，所述方法还包括：

将各所述分割点对应的分割点坐标按照所述边缘型线的围绕方向进行顺序排列，得到所述分割点对应的初始分割点坐标数组。

4.根据权利要求3所述的轴流叶轮机械叶片模型构建方法，其特征在于，所述根据所述叶片等截面的叶片等截面面积以及各所述叶片等截面子区域对应的区域重心坐标，确定各所述叶片等截面的目标重心坐标，包括：

对所述初始分割点坐标数组进行标准化处理，得到目标分割点坐标数组；

根据所述目标分割点坐标数组确定所述叶片等截面的叶片等截面面积；

基于所述目标分割点坐标数组确定各所述叶片等截面子区域对应的区域重心坐标；

根据所述叶片等截面面积以及所述区域重心坐标，确定各所述叶片等截面的目标重心坐标。

5.根据权利要求4所述的轴流叶轮机械叶片模型构建方法，其特征在于，所述对所述初始分割点坐标数组进行标准化处理，得到目标分割点坐标数组，包括：

根据所述初始分割点坐标数组确定横坐标最值和纵坐标最值；

根据所述横坐标最值确定横坐标中值，并根据所述纵坐标最值确定纵坐标中值；

基于所述横坐标中值和所述纵坐标中值，对所述初始分割点坐标数组进行标准化处理，得到目标分割点坐标数组。

6.根据权利要求4所述的轴流叶轮机械叶片模型构建方法，其特征在于，所述根据所述叶片等截面的叶片等截面面积以及各所述叶片等截面子区域对应的区域重心坐标，确定各所述叶片等截面的目标重心坐标，包括：

基于所述目标分割点坐标数组计算所述叶片等截面子区域对应的子区域面积；

根据所述叶片等截面面积、所述区域重心坐标和所述子区域面积确定各所述叶片等截面的目标重心坐标。

7.根据权利要求6所述的轴流叶轮机械叶片模型构建方法，其特征在于，所述根据所述叶片等截面面积、所述区域重心坐标和所述子区域面积确定各所述叶片等截面的目标重心坐标，包括：

根据所述叶片等截面面积、所述区域重心坐标和所述子区域面积确定各所述叶片等截面的初始重心坐标；

对所述初始重心坐标进行反标准化处理，得到目标重心坐标。

8.根据权利要求1所述的轴流叶轮机械叶片模型构建方法，其特征在于，所述基于所述目标重心坐标将各所述叶片等截面进行积叠，构建得到所述叶片等截面所对应的所述轴流叶轮机械叶片模型，包括：

获取预设的叶片弯掠数据；

基于所述目标重心坐标和所述叶片弯掠数据确定叶片重心积叠线；

按照所述叶片重心积叠线对所述叶片等截面进行积叠，构建得到所述叶片等截面所对应的所述轴流叶轮机械叶片模型。

9.一种轴流叶轮机械叶片模型构建装置，其特征在于，包括：

叶片等截面获取模块，用于获取预先确定的至少两个叶片等截面；

区域划分模块，用于对所述叶片等截面进行区域划分，得到所述叶片等截面对应的叶片等截面子区域；

坐标确定模块，用于根据所述叶片等截面的叶片等截面面积以及各所述叶片等截面子区域对应的区域重心坐标，确定各所述叶片等截面的目标重心坐标；

模型构建模块，用于基于所述目标重心坐标将各所述叶片等截面进行积叠，构建得到所述叶片等截面所对应的所述轴流叶轮机械叶片模型；

其中，所述区域划分模块被配置为：

对所述叶片等截面的边缘型线进行分割，得到多个分割点；

将所述分割点作为预设规则图形的部分顶点，在所述叶片等截面中确定得到多个所述预设规则图形，以实现对所述叶片等截面的区域划分，并将所述预设规则图形作为叶片等截面子区域。