转子叶片生成方法、装置、计算机及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种转子叶片生成方法、装置、计算机及存储介质，其中，所述方法包括：按照一般叶片设计规则指定叶片不同叶高处的基本参数；沿叶高方向，对叶片进行离散化处理得到多个翼型截面，生成各个所述翼型截面的中弧线；设定仿生结构参数按照预定策略计算仿生结构参数随半径变化函数；根据所述基本参数和仿生结构参数计算各个所述翼型截面的叶形；将旋转后的叶形对应平移至三维空间以形成在三维空间内对应各个所述翼型截面的叶形；将各个所述翼型截面的叶形进行组合以最终形成整体叶片。通过在叶片设计过程中融入仿生结构参数设计，与叶片扭、弯、掠等造型更契合，叶片表面更光滑，气动性能更好，可以将降低整个转子的气动噪声。噪声。噪声。

Rotor blade generation method, device, computer and storage medium

【技术实现步骤摘要】
转子叶片生成方法、装置、计算机及存储介质


[0001]本专利技术实施例涉及发动机叶片
，尤其是一种转子叶片生成方法、装置、计算机及存储介质。

技术介绍

[0002]随着国际油价变化，以及环保限制政策不断提高，航空发动机的经济性和环保性能得到重视。近年来，桨扇发动机和对转开式转子(Contra Rotating Open Rotor，CROR)发动机迎来了新的发展机遇期，其基本结构包括轮毂700、前转子701和后转子702，具体如图1所示。传统的叶型设计技术和流动控制技术经历数十年的发展已经趋于完善，减阻降噪方法的效能已相对进入瓶颈期，采用现有的设计方法已难以更进一步地提升叶片性能。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例提供一种转子叶片生成方法、装置、计算机及存储介质，具有提高推进效率、降低噪声的优点。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术创造的实施例采用的一个技术方案是：
[0005]一种转子叶片生成方法，包括：
[0006]按照一般叶片设计规则指定所述叶片不同叶高处的基本参数；
[0007]沿叶高方向，对所述叶片进行离散化处理得到多个翼型截面，根据所述基本参数采用预定生成方法生成各个所述翼型截面的中弧线；
[0008]设定仿生结构参数按照预定策略计算仿生结构参数随半径变化函数，所述仿生结构参数包括：仿生结构叶高范围、仿生结构种类及曲线方程、仿生结构周期数和仿生结构尺度幅值；
[0009]根据所述基本参数和仿生结构参数计算各个所述翼型截面的叶形；
[0010]以叶形重心为基准，将旋转后的叶形对应平移至三维空间以形成在三维空间内对应各个所述翼型截面的叶形；
[0011]将各个所述翼型截面的叶形进行组合以最终形成整体叶片。
[0012]作为本专利技术的一种优选方案，所述基本参数包括：叶形厚度曲线、厚度随半径变化函数、弦长随半径变化函数、叶形攻角、叶形前缘角、叶形尾缘角和叶形积叠轴。
[0013]作为本专利技术的一种优选方案，生成中弧线的预定生成方法具体为包括：抛物线法、双圆弧法或者多圆弧法。
[0014]作为本专利技术的一种优选方案，所述仿生结构叶高范围包括起始叶高R
min
和终止叶高R
max
，所述仿生结构种类和曲线包括：锯齿波、三角波和正弦波；
[0015]设定仿生结构周期数为N
wav
后，计算周期长L
c
，其中周期长L
c
＝(R
max
‑
R
min
)/N
wav
；
[0016]设定仿生结构尺度幅值A
LE
、A
TE
后，计算每个叶高处的前缘弦长变化量L
LE
和尾缘弦长变化量L
TE
。
[0017]作为本专利技术的一种优选方案，确定所述仿生结构种类和曲线后指定其起始相位
ψ
start
，曲线方程记为z＝f(r，ψ
start
)，其中，r＝R
c
/R，R
c
为当前叶高半径，R为总叶高。
[0018]作为本专利技术的一种优选方案，所述根据所述基本参数和仿生结构参数计算各个所述翼型截面的叶形具体包括：
[0019]按照指定的中弧线生成方法生成压力面和吸力面曲线后，按照仿生结构参数对前缘和尾缘进行修型；
[0020]在叶片弦长上预定范围内选取一变形中心，对叶片前半部分和/或叶片后半部分，按照仿生结构参数进行弦向等比例缩放；
[0021]对相应的各个所述翼型截面按照所需弦长和厚度等比例缩放叶形以最终生成该叶高处的叶形。
[0022]作为本专利技术的一种优选方案，所述以叶形重心为基准，将旋转后的叶形对应平移至三维空间以形成在三维空间内对应各个所述翼型截面的叶形具体包括：
[0023]根据实际工况和设计指标计算来流攻角后，指定一旋转轴旋转叶形；
[0024]以叶形重心为基准，按照积叠轴平移至三维空间中对应的位置；
[0025]将叶形上的每个坐标点映射到以r＝0、半径等于相应叶高的圆柱面上以形成在三维空间内的叶形。
[0026]为解决上述技术问题，本专利技术实施例还提供一种仿生开式转子叶片生成装置，包括：
[0027]参数设定单元，用于按照一般叶片设计规则指定所述叶片不同叶高处的基本参数；
[0028]第一生成单元，用于沿叶高方向，对所述叶片进行离散化处理得到多个翼型截面，根据所述基本参数采用预定生成方法生成各个所述翼型截面的中弧线；
[0029]仿生计算单元，用于设定仿生结构参数按照预定策略计算仿生结构参数随半径变化函数，所述仿生结构参数包括：仿生结构叶高范围、仿生结构种类及曲线方程、仿生结构周期数和仿生结构尺度幅值；
[0030]叶形计算单元，根据所述基本参数和仿生结构参数计算各个所述翼型截面的叶形；
[0031]三维映射单元，用于以叶形重心为基准，将旋转后的叶形对应平移至三维空间以形成在三维空间内对应各个所述翼型截面的叶形；
[0032]第二生成单元，用于将各个所述翼型截面的叶形进行组合以最终形成整体叶片。
[0033]作为本专利技术的一种优选方案，所述参数设定单元设定的基本参数包括：叶形厚度曲线、厚度随半径变化函数、弦长随半径变化函数、叶形攻角、叶形前缘角、叶形尾缘角和叶形积叠轴。
[0034]作为本专利技术的一种优选方案，所述第一生成单元生成中弧线的预定生成方法具体为包括：抛物线法、双圆弧法或者多圆弧法。
[0035]作为本专利技术的一种优选方案，所述仿生计算单元设定的仿生结构参数中，所述仿生结构叶高范围包括起始叶高R
min
和终止叶高R
max
，所述仿生结构种类和曲线包括：锯齿波、三角波和正弦波；
[0036]设定仿生结构周期数为N
wav
后，计算周期长L
c
，其中周期长L
c
＝(R
max
‑
R
min
)/N
wav
；
[0037]设定仿生结构尺度幅值A
LE
、A
TE
后，计算每个叶高处的前缘弦长变化量L
LE
和尾缘弦
长变化量L
TE
。
[0038]作为本专利技术的一种优选方案，所述仿生计算单元确定所述仿生结构种类和曲线后指定其起始相位ψ
start
，曲线方程记为z＝f(r，ψ
start
)，其中，r＝R
c
/R，R
c
为当前叶高半径，R为总叶高。
[0039]作为本专利技术的一种优选方案，所述叶形计算单元包括：
[0040]修型模块，用于按照指定的中弧线生成方法生成压力面和吸力面曲线后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转子叶片生成方法，其特征在于，包括：按照一般叶片设计规则指定所述叶片不同叶高处的基本参数；沿叶高方向，对所述叶片进行离散化处理得到多个翼型截面，根据所述基本参数采用预定生成方法生成各个所述翼型截面的中弧线；设定仿生结构参数按照预定策略计算仿生结构参数随半径变化函数，所述仿生结构参数包括：仿生结构叶高范围、仿生结构种类及曲线方程、仿生结构周期数和仿生结构尺度幅值；根据所述基本参数和仿生结构参数计算各个所述翼型截面的叶形；以叶形重心为基准，将旋转后的叶形对应平移至三维空间以形成在三维空间内对应各个所述翼型截面的叶形；将各个所述翼型截面的叶形进行组合以最终形成整体叶片。2.根据权利要求1所述的转子叶片生成方法，其特征在于，所述基本参数包括：叶形厚度曲线、厚度随半径变化函数、弦长随半径变化函数、叶形攻角、叶形前缘角、叶形尾缘角和叶形积叠轴。3.根据权利要求2所述的转子叶片生成方法，其特征在于，生成中弧线的预定生成方法具体为包括：抛物线法、双圆弧法或者多圆弧法。4.根据权利要求3所述的转子叶片生成方法，其特征在于，所述仿生结构叶高范围包括起始叶高R
min
和终止叶高R
max
，所述仿生结构种类和曲线包括：锯齿波、三角波和正弦波；设定仿生结构周期数为N
wav
后，计算周期长L
c
，其中周期长L
c
＝(R
max
‑
R
min
)/N
wav
；设定仿生结构尺度幅值A
LE
、A
TE
后，计算每个叶高处的前缘弦长变化量L
LE
和尾缘弦长变化量L
TE
。5.根据权利要求4所述的转子叶片生成方法，其特征在于，确定所述仿生结构种类和曲线后指定其起始相位ψ
start
，曲线方程记为z＝f(r，ψ
start
)，其中，r＝R
c
/R，R
c
为当...

【专利技术属性】
技术研发人员：温泉，于文君，梁东，杨天啸，
申请(专利权)人：中国航空发动机研究院，
类型：发明
国别省市：