The present disclosure provides a grid parameterization method, which includes decomposing a three-dimensional aerodynamic analysis grid into a two-dimensional cross-section aerodynamic analysis grid with different blade spans according to the structural characteristics of a turbomachinery aerodynamic analysis grid, designing a topological structure of a two-dimensional cross-section aerodynamic analysis grid control body, and establishing blade design parameters and control. Based on the relationship between design parameters and coordinate displacement of control nodes, the two-dimensional cross-section aerodynamic analysis grid is parameterized; on the basis of the parameterization of two-dimensional cross-section aerodynamic analysis grid, the controllers with different blade spanning heights are established; and the controllers with different blade spanning heights are established according to the relationship between design parameters and coordinate displacement of control nodes. The relationship between nodal coordinate displacement and three-dimensional aerodynamic analysis grid is parameterized. The mesh parameterization method provided in the present disclosure can effectively guarantee the mesh quality in the process of deformation and the accuracy of aerodynamic analysis.
【技术实现步骤摘要】
网格参数化方法及基于该网格参数化方法的轴流涡轮气动优化设计方法
本公开属于结构设计
,尤其涉及一种网格参数化方法,以及基于该网格参数化方法的轴流涡轮气动优化设计方法。
技术介绍
叶轮机械被广泛应用于航空推进、舰船推进、工业发电等领域,是世界各国重点发展的高端装备。作为叶轮机械的核心部件,叶片直接决定了叶轮机械整机效率、功率等。为了尽可能提高叶轮机械的性能,现代叶轮机械往往通过优化获得最佳设计方案。以往进行叶轮机械气动优化迭代时,需要根据造型设计方法生成叶片的气动外形,利用网格划分工具生成气动分析网格,调用计算流体力学程序进行气动分析;在优化过程中,气动外形和网格划分只能采用自动化方法生成;而自动化的网格划分,往往只能进行简单的网格划分,很难获取高质量的分析网格。伴随着叶轮机械气动性能的提高,叶轮机械流动速度越来越高、内部流动越来越复杂,需要进行精细化的网格划分才能捕捉边界层、叶顶泄露、尾迹等流动特征。但是优化过程中自动化划分生成的网格质量难以保证气动分析的精度。因此,有必要提出一种网格参数化方法用以解决上述问题。需要说明的是,在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解,因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
本公开的目的在于提供一种网格参数化方法及基于该网格参数化方法的轴流涡轮气动优化设计方法,进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然,或部分地通过本公开的实践而习得。根据本公开的一个方面,提供一种网格参数化方法,包括:根 ...
【技术保护点】
1.一种网格参数化方法,其特征在于,包括:根据叶轮机械气动分析网格的结构特点,将三维气动分析网格分解为不同叶展高度的二维截面气动分析网格;设计所述二维截面气动分析网格控制体的拓扑结构,建立叶片设计参数与控制体节点坐标位移之间的关系;根据所述设计参数与所述控制体节点坐标位移之间的关系将所述二维截面气动分析网格参数化;在所述二维截面气动分析网格参数化的基础上,建立不同叶展高度的所述控制体;根据所述设计参数与不同叶展高度的所述控制体节点坐标位移之间的关系将所述三维气动分析网格参数化。
【技术特征摘要】
1.一种网格参数化方法,其特征在于,包括:根据叶轮机械气动分析网格的结构特点,将三维气动分析网格分解为不同叶展高度的二维截面气动分析网格;设计所述二维截面气动分析网格控制体的拓扑结构,建立叶片设计参数与控制体节点坐标位移之间的关系;根据所述设计参数与所述控制体节点坐标位移之间的关系将所述二维截面气动分析网格参数化;在所述二维截面气动分析网格参数化的基础上,建立不同叶展高度的所述控制体;根据所述设计参数与不同叶展高度的所述控制体节点坐标位移之间的关系将所述三维气动分析网格参数化。2.根据权利要求1所述的网格参数化方法,其特征在于,所述设计所述二维截面气动分析网格控制体的拓扑结构,建立叶片设计参数与控制体节点坐标位移之间的关系;包括:利用所述设计参数,根据叶型造型方法计算叶型点,并建立叶片型线控制节点;根据流道特点建立流道控制节点;建立所述流道控制节点与所述叶片型线控制节点的关联移动。3.根据权利要求2所述的网格参数化方法,其特征在于,所述利用所述设计参数,根据叶型造型方法计算叶型点,并建立叶片型线控制节点;包括:以所述叶片轴向弦长Lw、安装角γ、进口气流角β1、出口气流角β2以及中弧线曲线控制点权重作为设计参数;根据几何关系通过所述叶片轴向弦长Lw、安装角γ、进口气流角β1、出口气流角β2确定中弧线控制点p1,p2,p3;由所述中弧线控制点p1,p2,p3及所述中弧线曲线控制点权重确定中弧线;等分所述中弧线,并确定等分点的曲线坐标,所述等分点的曲线坐标即为叶型点;根据所述叶型点和所述叶片的型线厚度分布确定所述叶片型线控制节点。4.根据权利要求3所述的网格参数化方法,其特征在于,所述根据几何关系通过所述叶片轴向弦长Lw、安装角γ、进口气流角β1、出口气流角β2确定中弧线控制点p1,p2,p3;包括:根据所述叶片位置给出所述控制点p...
【专利技术属性】
技术研发人员:李磊,岳珠峰,万欢,孙守义,李缘,豆敏,康佳磊,
申请(专利权)人:西北工业大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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