叶片及其厚度分布的构造方法、构造装置以及计算机可读存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及叶片及其厚度分布的构造方法、构造装置以及计算机可读存储介质，其中，构造方法包括步骤a.根据对已有叶型的厚度分布进行基于最大厚度值的厚度换算得到的该已有叶型的转换厚度分布，在所述转换厚度分布中，选取至少五个控制点，所述至少五个控制点位于前缘处、尾缘处、最大厚度处、前缘与最大厚度之间至少一处，尾缘与最大厚度之间至少一处，根据所述至少五个控制点，通过样条曲线，生成修正转换厚度分布；步骤b.根据所述修正转换厚度分布，进行对于所述步骤a的厚度换算的逆换算，得到叶型的厚度分布。上述构造方法操作简单、效率高且具备很好的通用性，其构造的叶片具有流动性能好的优点。

Construction method, construction device and computer readable storage medium of blade and its thickness distribution

【技术实现步骤摘要】
叶片及其厚度分布的构造方法、构造装置以及计算机可读存储介质
本专利技术属于叶轮机械
，具体涉及叶片及其叶型厚度的构造方法、构造装置以及计算机可读存储介质。
技术介绍
叶轮机械是一种以连续旋转叶片为本体，使能量在流体工质与轴动力之间相互转换的动力机械，例如汽轮机、燃气透平、风机、压气机皆属于叶轮机械的范畴。叶片作为叶轮机械最基本亦是最重要的组成部分，其外部几何对叶轮机械性能有着非常重要的影响，特别是对于航空发动机这样精密的叶轮机械，如何设计好叶片的几何形状保证其连续光滑至关重要。基于目前的叶轮机械设计体系，叶片由不同叶高的二维叶型按照一定的积迭规律生成，而各叶高的二维叶型则主要依照中弧线叠加厚度的方法进行造型。从物理上而言，中弧线反映了功的加载形式，而气流真正感受到的几何则是叠加了厚度分布后的叶型型线。随着叶片设计逐渐精细化，产品性能对叶型的连续性、光滑性提出了更高的要求。对应地，本领域亟需有一种更为通用、高效的叶型厚度分布的构造方法以保证叶片的精细造型。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种叶型厚度分布的构造方法以及利用该构造方法构造的叶片。本专利技术的另一个目的是提供一种用于构造叶型厚度分布的构造装置以及计算机可读存储介质。根据本专利技术一个方面的一种叶型厚度分布的构造方法，包括：步骤a.根据对已有叶型的厚度分布进行基于最大厚度值的厚度换算得到的该已有叶型的转换厚度分布，在所述转换厚度分布中，选取至少五个控制点，所述至少五个控制点位于前缘处、尾缘处、最大厚度处、前缘与最大厚度之间至少一处，尾缘与最大厚度之间至少一处，根据所述至少五个控制点，通过样条曲线，生成修正转换厚度分布；步骤b.根据所述修正转换厚度分布，进行对于所述步骤a的厚度换算的逆换算，得到叶型的厚度分布。在所述构造方法的实施例中，所述步骤a中，通过下述公式(1)进行基于最大厚度值的厚度换算：所述步骤b中，所述逆换算通过下述公式(2)进行：在上述公式(1)、公式(2)中，Tmax为最大厚度，Xmax为对应的最大厚度位置；Ti为不同位置处的厚度值，而Xi为不同厚度值所对应的厚度位置；Ci不同位置处的转换厚度。在所述构造方法的实施例中，所述步骤a中，样条曲线为Bezier曲线。在所述构造方法的实施例中，所述步骤b还包括，通过计算所述叶型厚度分布的二阶导数，检验厚度分布的光滑性。在所述构造方法的实施例中，还包括步骤c，判断所述修正转换厚度分布对应的叶型厚度分布是否满足叶片的设计要求，若不满足，则改变控制点，生成新的样条曲线以及其对应的新的修正转换厚度分布以及叶型厚度分布，直至得到满足设计要求的最终的修正转换厚度分布以及叶型厚度分布。根据本专利技术一方面的一种叶片，所述叶片的厚度分布通过以上任意一项所述的造型方法构造。根据本专利技术一方面的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行实现以下步骤：步骤A.根据对已有叶型的厚度分布进行基于最大厚度值的厚度换算得到的该已有叶型的转换厚度分布，在所述转换厚度分布中，选取至少五个控制点，所述至少五个控制点位于前缘处、尾缘处、最大厚度处、前缘与最大厚度之间至少一处，尾缘与最大厚度之间至少一处，根据所述至少五个控制点，通过样条曲线，生成修正转换厚度分布；步骤B.根据所述修正转换厚度分布，进行对于所述步骤A的厚度换算的逆换算，得到叶型的厚度分布。在所述可读存储介质的实施例中，还包括步骤C，判断所述修正转换厚度分布对应的叶型厚度分布是否满足叶片的设计要求，若不满足，则改变控制点，生成新的样条曲线以及其对应的新的修正转换厚度分布以及叶型厚度分布，直至得到满足设计要求的最终的修正转换厚度分布以及叶型厚度分布。根据本专利技术一方面的一种叶型厚度分布的构造装置，包括计算机可读存储介质，用于存储可由处理器执行的指令；处理器，用于执行所述指令以实现如以上任意一项所述的造型方法。根据本专利技术一方面的一种叶型厚度分布的构造装置，包括：数据导入模块，用于对已有叶型的厚度分布进行基于最大厚度值的厚度换算得到的该已有叶型的转换厚度分布，并输出所述转换厚度分布至后述的构造模块；以及构造模块，通过接收所述数据导入模块的转换厚度分布，选取所述转换厚度分布中的至少五个控制点，所述至少五个控制点位于前缘处、尾缘处、最大厚度处、前缘与最大厚度之间至少一处，尾缘与最大厚度之间至少一处，根据所述至少五个控制点，再通过样条曲线，以生成修正转换厚度分布；通过逆转换所述修正转换厚度分布，构造叶型厚度分布。本专利技术的进步效果包括下列之一：1.本专利技术所采用的技术方案是将原有的厚度分布基于最大厚度值进行数学转换，得到新的变换曲线，通过样条曲线的方法得到光滑且满足设计要求的变换曲线，再通过反变化得到新的厚度分布，其操作方便，调整灵活，物理意义强等特点，具有很强的通用性与鲁棒性。2.仅需要很少的控制点即可表达出绝对光滑的厚度分布曲线，该曲线能够保证所叠加生成的叶型型线的二阶导数连续，有利于叶片的流体流动，从而避免叶型型线出现间断、曲率不连续等不利于流体流动的情况。附图说明本专利技术的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：图1是一实施例中的已有叶型的厚度分布。图2是一实施例中根据图1的已有叶型的转换厚度分布。图3是一实施例中根据图2的转换厚度分布得到的修正转换厚度分布。图4是一实施例中根据图3的修正转换厚度分布得到的叶型的厚度分布与图1的已有叶型的厚度分布的对比。图5是一实施例中根据图4的叶型的厚度分布的二阶导数分布。具体实施方式下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或者实施例。为简化公开内容，下面描述了各元件和排列的具体实例，当然，这些仅仅为例子而已，并非是对本专利技术的保护范围进行限制。另外，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制。同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。下述实施例中，叶片均以压气机叶片为例。在一些实施例中，叶片构造的具体方法如下：(a).根据对已有叶型的厚度分布进行基于最大厚度值的厚度换算得到的该已有叶型的转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种叶型的厚度分布的构造方法，其特征在于，包括：/n步骤a.根据对已有叶型的厚度分布进行基于最大厚度值的厚度换算得到的该已有叶型的转换厚度分布，在所述转换厚度分布中，选取至少五个控制点，所述至少五个控制点位于前缘处、尾缘处、最大厚度处、前缘与最大厚度之间至少一处，尾缘与最大厚度之间至少一处，根据所述至少五个控制点，通过样条曲线，生成修正转换厚度分布；/n步骤b.根据所述修正转换厚度分布，进行对于所述步骤a的厚度换算的逆换算，得到叶型的厚度分布。/n

【技术特征摘要】
1.一种叶型的厚度分布的构造方法，其特征在于，包括：
步骤a.根据对已有叶型的厚度分布进行基于最大厚度值的厚度换算得到的该已有叶型的转换厚度分布，在所述转换厚度分布中，选取至少五个控制点，所述至少五个控制点位于前缘处、尾缘处、最大厚度处、前缘与最大厚度之间至少一处，尾缘与最大厚度之间至少一处，根据所述至少五个控制点，通过样条曲线，生成修正转换厚度分布；
步骤b.根据所述修正转换厚度分布，进行对于所述步骤a的厚度换算的逆换算，得到叶型的厚度分布。


2.如权利要求1所述的构造方法，其特征在于，所述步骤a中，通过下述公式(1)进行基于最大厚度值的厚度换算：



所述步骤b中，所述逆换算通过下述公式(2)进行：



在上述公式(1)、公式(2)中，Tmax为最大厚度，Xmax为对应的最大厚度位置；Ti为不同位置处的厚度值，而Xi为不同厚度值所对应的厚度位置；Ci不同位置处的转换厚度。


3.如权利要求1所述的构造方法，其特征在于，所述步骤a中，样条曲线为Bezier曲线。


4.如权利要求1所述的构造方法，其特征在于，所述步骤b还包括，通过计算所述叶型厚度分布的二阶导数，检验厚度分布的光滑性。


5.如权利要求1所述的构造方法，其特征在于，还包括步骤c，判断所述修正转换厚度分布对应的叶型厚度分布是否满足叶片的设计要求，若不满足，则改变控制点，生成新的样条曲线以及其对应的新的修正转换厚度分布以及叶型厚度分布，直至得到满足设计要求的最终的修正转换厚度分布以及叶型厚度分布。


6.一种叶片，其特征在于，所述叶片的厚度分布通过权利要求1-5任意一项所述的造型方法构造。


7....

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡宇桐，闫嘉超，叶俊，
申请(专利权)人：中国航发商用航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：上海;31