一种叶轮叶片缘点的获取方法技术

一种叶轮叶片缘点的获取方法，建立平面坐标系；读取叶片平面型线的坐标数据；获取叶片平面型线的中弧线M1Mn及距离最长的两个点的坐标数据；将中弧线及叶片平面型线旋转一设定角度α，获得中弧线M′1M′n，计算中弧线两端点处的切线斜率k′q和k′w；设定距离L1，判断落在内的靠近Aq′一侧的曲线的点的X坐标是否单调分布；设定距离L2，判断落在内的靠近Aw′一侧的曲线的点的X坐标是否单调分布；计算过点M′1，且斜率为k′q的直线，获得所述直线与曲线B1Bm的交点A′L；计算过点M′n，且斜率为k′w的直线，获得所述直线与曲线C1Cm的交点A′T；将线段A′LA′T回转一设定角度α获得缘点坐标。本发明专利技术简化缘点的坐标计算，避免由于前缘(尾缘)位于拟合曲线的两端部而造成的拟合误差过大的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种叶轮叶片型线的获取方法，尤其涉及一种叶轮叶片缘点的获取方法。
技术介绍
预测叶轮机械整机性能时通常都需要知道叶片型面的参数，如几何进口角、几何出口角、叶片最大厚度及其位置、最大挠度、弦长等参数，而要知道叶片的这些气动参数，都需要首先求得叶片的中弧线，求得中弧线的误差也就直接关系到整机性能预测的精确性。但是在求中弧线时如何精确的确定前缘点和尾缘点。一种做法是传统的作图法，求得中弧线后在最靠近前缘的部分做切线，切线与叶片型线的交点即为前缘点，但是该方法需要的工作量较大，不适合大量计算使用。另外一种做法是针对特定的叶型设计规律，指定前缘点和尾缘点，但是该方法通用性较差，对于其它的叶型就不适用了。针对现有技术和方法的不足，为了能够使用计算机对不同叶型的型线进行制作，设计一种自动化操作的方法，根据相关条件设置，可获得叶轮叶片上缘点的坐标。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种叶轮叶片缘点的获取方法，该方法能够根据任意已知叶片型线的各截面的离散点坐标自动获得前缘点和尾缘点，通过该方法获得的缘点，方法简单，获得的缘点精度高，可实现缘点获得的自动化操作。为解决上述技术问题本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供一种叶轮叶片缘点的获取方法，包括：步骤一，建立平面坐标系；步骤二，读取叶片平面型线的坐标数据；步骤三，获取叶片平面型线的中弧线M1Mn；步骤四，获取叶片平面型线中距离最远的两个点的坐标数据，获得最长线段AqAw，该线段与X轴的夹角为α；步骤五，将中弧线M1Mn及叶片平面型线，以坐标原点为圆心，旋转角度α，获得旋转后中弧线M′1M′n及旋转后叶片型线，旋转后最长线段为A′qA′w，计算中弧线M′1M′n两端点处的切线斜率k′q和k′w；步骤六，设定距离L1，判断落在内的靠近A′q一侧的曲线的点的X坐标是否呈单调分布，若是，获得曲线上的点B1，B2…Bm，若否，重新设定距离L1，重复步骤六；步骤七，设定距离L2，判断落在内的靠近A′w一侧的曲线的点的X坐标是否呈单调分布，若是，获得曲线上的点C1，C2…Cm，若否，重新设定距离L2，重复步骤七；步骤八，拟合曲线B1Bm或C1Cm；步骤九，计算过点M′1，且斜率为k′q的直线，获得所述直线与曲线B1Bm的交点A′L；计算过点M′n，且斜率为k′w的直线，获得所述直线与曲线C1Cm的交点A′T；步骤十，将线段A′LA′T回转角度α，获得缘点坐标。本专利技术提供的一种叶轮叶片缘点的获取方法，其中，步骤六和步骤七中，距离L1和L2的初始值为线段AqAw的长度的某一百分比，不超过30％。本专利技术提供个一种叶轮叶片缘点的获取方法，其中，步骤四中，角度α的值被设定为，当线段AqAw旋转角度α后，使得旋转后的线段A′qA′w呈水平状态。本专利技术提供的一种叶轮叶片缘点的获取方法，其特征在于：步骤七中，用三次样条曲线方法拟合曲线B1Bm或C1Cm。上述技术方案具有如下有益效果：本专利技术根据叶片型线弦长方向最长的特点，先假定一个前缘点(和尾缘点)，通过对缘点位置的设置，简化缘点的坐标计算，并避免了使用三次样条曲线拟合方法拟合时，由于前缘(尾缘)位于拟合曲线的两端部而造成的拟合误差过大的问题。本专利技术涉及的方法具有简便、快速、精度高等优点。应用本专利技术的方法确定的前缘点和尾缘点精度相比传统方法精度可以提高0.3％以上(以弦长计算)，而且由于前缘点和尾缘点决定了叶片的进出口角，应用本方法获得的角度相比传统方法精确约5-10°，相对误差提高10％以上，而同时计算速速与传统方法保持相当。该方法的应用提高了叶轮机械分析、设计工作精度，为叶轮机械叶型改进优化提供了精确的优化目标，降低了对试验的依赖。附图说明图1为本专利技术的叶轮叶片缘点的获取方法的流程示意图。图2为本专利技术的实施例1中的叶轮叶片缘点的获取方法的具体流程示意图。图3为已知的叶片型线及数据点示意图。图4为旋转前后的叶片型线及数据点示意图。具体实施方式下面结合附图详细说明本专利技术的优选实施例。如图1所示，本专利技术的叶轮叶片缘点的获取方法包括如下步骤：步骤一，建立平面坐标系；步骤二，读取叶片平面型线的坐标数据；步骤三，获取叶片平面型线的中弧线M1Mn；步骤四，获取叶片平面型线中距离最远的两个点的坐标数据，获得最长线段AqAw，该线段与X轴的夹角记为α；步骤五，将所述中弧线M1Mn及叶片型线，以坐标原点为圆心，旋转角度α，获得旋转后中弧线M′1M′n、旋转后叶片型线，旋转后最长线段为A′qA′w，计算中弧线两端点M′1M′n处的切线斜率k′q和k′w；步骤六，设定距离L1，判断落在内的靠近A′q一侧的曲线的点的X坐标是否呈单调分布，若是，获得曲线上的点B1，B2…Bm，若否，重新设定距离L1，重复步骤六；步骤七，设定距离L2，判断落在内的靠近A′w一侧的曲线的点的X坐标是否呈单调分布，若是，获得曲线上的点C1，C2…Cm，若否，重新设定距离L2，重复步骤七；步骤八，拟合曲线B1Bm或C1Cm；步骤九，计算过点M′1，且斜率为k′q的直线，获得所述直线与曲线B1Bm的交点A′L；计算过点M′n，且斜率为k′w的直线，获得所述直线与曲线C1Cm的交点A′T；步骤十，将线段A′LA′T回转角度α，获得缘点坐标。下面，对上述方法做详细描述。实施例1如图2所示，为本专利技术叶轮叶片缘点的获取方法的流程示意图，如图3所示，为已知的叶片型线及数据点示意图。图4为旋转前后的叶片型线及数据点示意图。(1)选定型线平面坐标系XY。(2)读入叶片型线上各数据点，记这些平面数据点依次为A1、A2，…，并记A1的坐标为(XA1，YA1)，A2等点依次类推。(3)计算叶片内切圆，内切圆圆心即为中弧线上的点，记为M1，M2，…Mn，使用三次样条曲线拟合M1，M2，…Mn,获得中弧线M1Mn。(4)在叶片型线所有数据点中计算距离最长的两个点，分别记为Aq和Aw；其中，计算方法为计算任意两个数据点的距离，做C2n次运算(n为叶片型线点个数)，得到彼此距离最长的两个点。以直线线段连接Aq和Aw获得最长线段AqAw。(5)将叶片型线和中弧线M1Mn以坐标原点为圆心，旋转α角度，记旋转后的对应点为A′1,A′2，…，M′1,M′2，…，最长线段为A′qA′w。旋转α角度后，线段A′qA′w呈水平状态(与Y轴垂直)，同时计算得到旋转后在M′1和M′n处的切线斜率k′q和k′w。记A′q的坐标为记A′w的坐标为将线段AqAw和旋转α角度，使得旋转后的线段A′qA′本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种叶轮叶片缘点的获取方法，其特征在于：步骤一，建立平面坐标系；步骤二，读取叶片平面型线的坐标数据；步骤三，获取叶片平面型线的中弧线M1Mn；步骤四，获取叶片平面型线中距离最远的两个点的坐标数据，获得最长线段AqAw，该线段与X轴的夹角为α；步骤五，将所述中弧线M1Mn及所述叶片平面型线，以坐标原点为圆心，旋转角度α，获得线段M′1M′n及旋转后的叶片平面型线，旋转后最长线段为A′qA′w，计算中弧线M′1M′n两端点处的切线斜率k′q和k′w；步骤六，设定距离L1，判断落在内的靠近A′q一侧的曲线的点的X坐标是否呈单调分布，若是，获得曲线上的点B1，B2…Bm，若否，重新设定距离L1，重复步骤六；步骤七，设定距离L2，判断落在内的靠近A′w一侧的曲线的点的X坐标是否呈单调分布，若是，获得曲线上的点C1，C2…Cm…B′m，若否，重新设定距离L2，重复步骤七；步骤八，拟合曲线B1Bm或C1Cm；步骤九，计算过点M′1，且斜率为k′q的直线，获得所述直线与曲线B1Bm的交点A′L；计算过点M′n，且斜率为k′w的直线，获得所述直线与曲线C1Cm的交点A′T；步骤十，将线段A′L A′T回转角度α，获得缘点坐标。...

【技术特征摘要】
1.一种叶轮叶片缘点的获取方法，其特征在于：
步骤一，建立平面坐标系；
步骤二，读取叶片平面型线的坐标数据；
步骤三，获取叶片平面型线的中弧线M1Mn；
步骤四，获取叶片平面型线中距离最远的两个点的坐标数据，获得最长线段AqAw，该线
段与X轴的夹角为α；
步骤五，将所述中弧线M1Mn及所述叶片平面型线，以坐标原点为圆心，旋转角度α，获
得线段M′1M′n及旋转后的叶片平面型线，旋转后最长线段为A′qA′w，计算中弧线M′1M′n两端点
处的切线斜率k′q和k′w；
步骤六，设定距离L1，判断落在内的靠近A′q一侧的曲线的点的X坐标是否呈单
调分布，若是，获得曲线上的点B1，B2…Bm，若否，重新设定距离L1，重复步骤六；
步骤七，设定距离L2，判断落在内的靠近A′w一侧的曲线的点的X坐标是否呈单
调分布，若是，获得曲线上的点C1，C2...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐强，赵连会，高旭鹏，
申请(专利权)人：上海电气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31