一种增压器蜗壳的仿生设计方法技术

一种增压器蜗壳的仿生设计方法，其利用螺旋贝壳轮廓曲线良好的流体力学特性进行增压器蜗壳通道截面线设计,包括以下步骤：(1)通过逆向工程技术实现螺旋贝壳内腔表面模型数字化，经软件处理实现螺旋贝壳内表面曲面的量化与重构；(2)将获得的蜗壳通道截面曲线依据面积由小到大的次序展开排列，作为增压器蜗壳通道截面线设计；(3)利用截面轮廓线放样生成蜗壳曲面，通道出口处曲面与蜗壳通道曲面相切过渡，并根据工程需要做加厚处理。本发明专利技术能够更好的实现增压器蜗壳的流态优化，提高各转速下的压气效率及线性变化，改善增压器性能，提高压气机整体效率。为目前增压器蜗壳设计提供了一种新的思路和方法。

A bionic design method for a turbocharger worm shell

A bionic design method of the turbocharger worm shell, which uses the good fluid mechanics characteristics of the spiral shell contour curve to design the cross section line of the turbocharger volute channel, including the following steps: (1) the internal surface of the spiral shell is realized by the reverse engineering technology to digitize the surface of the inner cavity of the spiral shell. (2) the curve section curve of the volute channel is arranged according to the area from small to large, which is designed as the cross section line of the turbocharger spiral case; (3) the spiral case surface is generated by the cross section contour line setting, and the surface of the outlet of the channel is tangent to the surface of the volute channel, and the thickening treatment is made according to the needs of the engineering. The invention can optimize the flow state of the turbocharger worm, improve the air pressure efficiency and linear change at each speed, improve the performance of the turbocharger and improve the overall efficiency of the compressor. It provides a new idea and method for the design of turbocharger volute.

【技术实现步骤摘要】
一种增压器蜗壳的仿生设计方法
本专利技术涉及一种蜗壳设计方法，具体为一种增压器蜗壳的仿生设计方法。
技术介绍
研究发现，增压器蜗壳性能直接影响增压器的增压效率和增压器运行平稳状况，其中蜗壳的通道截面形状设计直接影响压气机效率。蜗壳通道截面的设计形状直接影响蜗壳内腔的曲率变化、蜗壳内腔流体与壁面的摩擦力及压力梯度分布，改变蜗壳腔内流场分布，影响蜗壳腔内的流体运动规律、压力分布及能量损失，进而影响压气机的整机效率和压力损失。目前还没有成熟的蜗壳通道截面的设计方法，蜗壳结构的优化设计还处在不断发展完善中。传统增压器蜗壳的设计采用公式计算并修正的方法进行，常用计算方法为周向平均速度法和等环量法。这两种传统设计方法完全依据理论计算得出。尽管设计结果也会根据实验数据进行微调整，但完全理论依据计算的蜗壳设计方法单一，且阻碍了蜗壳设计技术的快速发展。采用仿生技术进行压气机蜗壳设计可实现蜗壳设计技术的创新和发展。仿生设计通过对生物结构、生物功能和生命过程的认识为解决工程和机械设计中的难题提供巧妙的设计思路和灵感。螺旋贝壳是软体动物的保护外套，在亿万年的进化过程中，已进化出适应海洋生存，减小流动摩擦阻力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增压器蜗壳的仿生设计方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)通过逆向工程技术将螺旋贝壳内腔表面模型数字化，进行螺旋贝壳内表面的量化与重构；(2)沿螺旋方向由螺壳大端入口取其270～330度以内的螺旋贝壳曲面模型，过螺壳正投影圆心均等角度依次截取16个截面，角度间隔18～22度；(3)获取第一条螺壳内腔截面轮廓线点云；(4)提取所述第一条螺壳内腔截面轮廓线上半部分的点云数据，通过数据镜像，获得所述点云数据作为增压器仿生螺壳通道最大截面几何形状；按照曲线‑点云处理‑椭圆拟合顺序对所述上半部分的点云数据进行曲线拟合，镜像后得到仿生增压器螺壳通道截面基准轮廓线；(5)重复步骤(3)～步骤(4)，...

【技术特征摘要】
1.一种增压器蜗壳的仿生设计方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)通过逆向工程技术将螺旋贝壳内腔表面模型数字化，进行螺旋贝壳内表面的量化与重构；(2)沿螺旋方向由螺壳大端入口取其270～330度以内的螺旋贝壳曲面模型，过螺壳正投影圆心均等角度依次截取16个截面，角度间隔18～22度；(3)获取第一条螺壳内腔截面轮廓线点云；(4)提取所述第一条螺壳内腔截面轮廓线上半部分的点云数据，通过数据镜像，获得所述点云数据作为增压器仿生螺壳通道最大截面几何形状；按照曲线-点云处理-椭圆拟合顺序对所述上半部分的点云数据进行曲线拟合，镜像后得到仿生增压器螺壳通...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴娜，李灿，王希波，张克松，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：发明
国别省市：山东,37