一种随叶片位置自动生成冷却孔模型网格的方法技术

本发明专利技术公开了一种随叶片位置自动生成冷却孔模型网格的方法，包括读取有限元几何模型数据，利用几何模型识别功能，将几何模型自动划分为若干block，选取需要划分冷却孔的block区域，矩阵每个元素分别一一对应着区域内的每个block，利用冷却孔矩阵进行遍历叶片位置，输入冷却孔设计参数，批量化生成所需冷却孔几何模型，对冷却孔几何模型的线条作好预先节点分布划分，得到最终的冷却孔模型网格，本发明专利技术弥补了有限元前处理软件中对航空发动机叶片几何模型无法自动化构建冷却孔模型的缺点，算法效率高，减少了大量的人工操作，极大提高了整体工作效率。体工作效率。体工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种随叶片位置自动生成冷却孔模型网格的方法
[0001]
：本专利技术属于有限元前处理和几何模型识别
，尤其涉及一种随叶片位置自动生成冷却孔模型网格的方法。
[0002]
技术介绍
：现有的有限元前处理软件对航空发动机叶片几何模型无法自动化构建冷却孔模型，而且算法效率低，需要大量的人工操作，导致整体工作效率低。
[0003]本专利技术的目的是基于增添航空发动机叶片冷却孔的需求，对叶片可划分冷却孔区域进行矩阵化划分，提供一种随叶片位置自动生成冷却孔模型网格的方法。
[0004]
技术实现思路
：针对上述问题，本专利技术要解决的技术问题是提供一种随叶片位置自动生成冷却孔模型网格的方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）读取有限元几何模型数据；（2）利用几何模型识别功能，将几何模型自动划分为若干block；（3）选取需要划分冷却孔的block区域，通过设置两个参数M、N来矩阵化表达整个区域；（4）利用冷却孔矩阵进行遍历叶片位置，输入冷却孔设计参数，批量化生成所需冷却孔几何模型。
[0005]（5）对冷却孔几何模型的线条作好预先节点分布划分，即在生成冷却孔几何模型之后便可对模型自动化网格划分，得到最终的冷却孔模型网格。
[0006]优选的，所述步骤（1）中有限元几何模型数据即几何模型包含的所有线数据。
[0007]优选的，所述步骤（3）中冷却孔的划分区域一般是一个四边形的曲面。
[0008]优选的，所述步骤（3）中通过设置两个参数M、N来矩阵化表达整个区域即矩阵每个元素分别一一对应着区域内的每个block。
[0009]优选的，所述步骤（4）中利用冷却孔矩阵进行遍历叶片位置，输入冷却孔设计参数，即为单个block重构成冷却孔几何模型的示意图，划分面ABCD，而关于冷却孔设计参数，包括点E在面ABCD中相对位置（a，b），冷却孔EF相对面ABCD的倾斜角α和旋转角β，以及冷却孔的半径R。
[0010]本专利技术有益效果：本专利技术所提供的一种随叶片位置自动生成冷却孔模型网格的方法弥补了有限元前处理软件中对航空发动机叶片几何模型无法自动化构建冷却孔模型的缺点，并且可以跟随叶片位置自动化冷却孔模型网格，算法效率高，减少了大量的人工操作，极大提高了整体工作效率。
[0011]附图说明：图1为block重构成冷却孔几何模型的示意图；图2为本专利技术提供的航空发动机叶片外流场几何线模型的示意图；图3为本专利技术提供的航空发动机叶片外流场block模型的示意图；图4为本专利技术提供的航空发动机叶片外流场几何线框与冷却孔划分区域block模
型的示意图；图5为本专利技术提供的航空发动机叶片冷却孔划分区域纵向截面的示意图；图6为本专利技术提供的航空发动机叶片冷却孔划分区域生成冷却孔后纵向截面block模型的示意图；图7为本专利技术提供的航空发动机叶片冷却孔划分区域生成冷却孔后纵向截面网格模型的示意图。
[0012]具体实施方式：为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过具体实施例及附图来描述本专利技术。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。
[0013]如图1
‑
7所示，本专利技术的一种随叶片位置自动生成冷却孔模型网格的方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）读取有限元几何模型数据，即几何模型包含的所有线数据；（2）利用几何模型识别功能，将几何模型自动划分为若干block；（3）选取需要划分冷却孔的block区域，冷却孔的划分区域一般是一个四边形的曲面，通过设置两个参数M、N来矩阵化表达整个区域，即矩阵每个元素分别一一对应着区域内的每个block；（4）利用冷却孔矩阵进行遍历叶片位置，输入冷却孔设计参数，批量化生成所需冷却孔几何模型，图1为单个block重构成冷却孔几何模型的示意图，面ABCD的划分较为简单，而关于冷却孔设计的核心参数，包括点E在面ABCD中相对位置（a，b），冷却孔EF相对面ABCD的倾斜角α和旋转角β，以及冷却孔的半径R。
[0014]（5）对冷却孔几何模型的线条作好预先节点分布划分，即在生成冷却孔几何模型之后便可对模型自动化网格划分，得到最终的冷却孔模型网格。
[0015]实施例：关于随叶片位置自动生成冷却孔模型网格的过程，包括以下步骤：（1）读取航空发动机叶片外流场的有限元几何模型数据，该模型已经对冷却孔可划分区域进行重划分，如图2，获得几何模型的所有线数据，总共有3532条，所有线数据会在程序中统一排序编号。
[0016]（2）利用几何模型识别功能，如图3，将几何模型自动划分成843个block。
[0017]（3）图4显示的block范围为冷却孔模型可生成区域，呈环形区域，可看作四边形曲面其中一组对边闭合，因而可以构建MXN的冷却孔矩阵来定位区域内每个block的位置，这里，取M=10，N=26。
[0018]（4）利用冷却孔矩阵进行遍历叶片位置，这里随机取6个位置，其矩阵位置坐标为（3，15），（8，17），（2，18），（4，19），（3，20），（5，21）。为了更好的展示，图5给出冷却孔模型可生成区域纵向截面的block模型图，图中的黑色block分别对应上述的6个位置坐标。接着设置统一的冷却孔设计参数，其中相对位置为（0.5，0.5），即面ABCD的中心，倾斜角α和旋转角β都为45度，半径R为0.6mm。图6便是指定叶片位置冷却孔生成后的block模型图。
[0019]（5）以预设的冷却孔几何模型线条划分参数，便可对模型自动网格划分，图7给出了指定叶片位置冷却孔生成后的网格模型图。
[0020]以上显示和描述了本专利技术的基本原理和主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术
人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本专利技术范围内。本专利技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种随叶片位置自动生成冷却孔模型网格的方法，其特征在于：包括以下步骤：读取有限元几何模型数据；利用几何模型识别功能，将几何模型自动划分为若干block；选取需要划分冷却孔的block区域，通过设置两个参数M、N来矩阵化表达整个区域；利用冷却孔矩阵进行遍历叶片位置，输入冷却孔设计参数，批量化生成所需冷却孔几何模型。2.对冷却孔几何模型的线条作好预先节点分布划分，即在生成冷却孔几何模型之后便可对模型自动化网格划分，得到最终的冷却孔模型网格。3.根据权利要求1所述的一种随叶片位置自动生成冷却孔模型网格的方法，其特征在于：所述步骤（1）中有限元几何模型数据即几何模型包含的所有线数据。4.根据权利要求1所述的一种随叶片位置自动生成冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：段鹏浩，韩闯，
申请(专利权)人：苏州努而飞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：