一种基于变维度FFD的叶轮机的统一参数化方法及装置制造方法及图纸

在叶轮机的设计领域中，提供一种基于变维度FFD的叶轮机的统一参数化方法，包括：将目标物体嵌入基于FFD的网格控制体内得到样条体，其中，网格控制体内的网格的顶点为控制顶点；建立目标物体的气动构型与样条体的映射关系，得到控制顶点的坐标与样条体的实际坐标关系；根据控制顶点的坐标与样条体的实际坐标关系，计算样条体在网格控制体中的参数坐标；改变网格控制体的形状，通过控制顶点的位移变化量和样条体在网格控制体中的参数坐标，得到变形后的控制顶点的坐标与样条体的实际坐标关系。本方法能够涵盖所有传统叶轮机几何样条参数化方法，还能囊括叶轮机几何构型变动的全部维度和自由度，实现了叶轮机样条参数化的统一。实现了叶轮机样条参数化的统一。实现了叶轮机样条参数化的统一。

【技术实现步骤摘要】
一种基于变维度FFD的叶轮机的统一参数化方法及装置


[0001]本专利技术涉及叶轮机领域，尤其涉及一种基于变维度FFD的叶轮机的统一参数化方法及装置。

技术介绍

[0002]叶轮机内部流动和几何型面都具有强三维特征，目前叶轮机气动设计的主体仍为准三维反问题，在方法和工具上进行了一定程度降维简化。受气动设计方法和工具限制，从反问题角度难以实现对高负荷目标叶轮机设计结果的进一步精细化改进，尤其是难以把握局部几何型面变动对流动控制的影响。另一方面，叶轮机气动设计参数繁多，人工设计经验逐渐难以满足当前高性能叶轮机的精细化设计需求。而结合三维CFD正问题数值分析的气动优化技术则可突破人工设计经验限制，实现自动化设计改进，是进一步挖掘叶轮机性能潜力的优选方法。但叶轮机气动优化仍存在精细化改进程度和设计变量数增加的矛盾，尤其在多级环境下，针对叶轮机内部复杂气动型面，不仅需关注局部几何的精细化变化调整，还要统筹全几何多型面的整体性设计改进。这将使优化设计变量急剧增加，易陷入“维数灾难”。
[0003]传统曲线/曲面参数化方法只能针对单一型线/型面进行变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于变维度FFD的叶轮机的统一参数化方法，其特征在于，包括下述步骤：S1、将目标物体嵌入基于FFD的网格控制体内得到样条体，其中，所述网格控制体内的网格的顶点为控制顶点；S2、建立所述目标物体的气动构型与所述样条体的映射关系，得到所述控制顶点的坐标与所述样条体的实际坐标关系；S3、根据所述控制顶点的坐标与所述样条体的实际坐标关系，计算所述样条体在所述网格控制体中的参数坐标；S4、改变所述网格控制体的形状，通过所述控制顶点的位移变化量和所述样条体在所述网格控制体中的参数坐标，得到变形后的控制顶点的坐标与样条体的实际坐标关系。2.根据权利要求1所述的基于变维度FFD的叶轮机的统一参数化方法，其特征在于，所述S1中的网格控制体的类型包括：均匀划分的长方体网格控制体、非均匀划分的长方体网格控制体和不规则图形体网格控制体。3.根据权利要求2所述的基于变维度FFD的叶轮机的统一参数化方法，其特征在于，所述S2的所述控制顶点的坐标与所述样条体的实际坐标关系的公式为公式（1）：（1）其中，所述控制顶点所在的网格控制体为形式划分的网格控制体，P
i,j,k
为所述控制顶点坐标，i,j,k为所述网格控制体在三个方向上的标号；为所述网格控制体在i方向划分的段数；m为所述网格控制体在j方向划分的段数；n为所述网格控制体在k方向划分的段数；(u,v,w) 为所述样条体在所述网格控制体中对应的参数坐标；B为基函数，所述基函数的类型包括：Bernstein基函数、B样条基函数和NURBS基函数；Q为所述样条体的实际坐标。4.根据权利要求3所述的基于变维度FFD的叶轮机的统一参数化方法，其特征在于，所述S3的根据所述控制顶点的坐标与所述样条体的实际坐标关系，计算所述样条体在所述网格控制体中的参数坐标包括：当所述网格控制体的类型为均匀划分的长方体网格控制体，所述基函数的类型为Bernstein基函数时，通过线性缩放变换法对所述均匀划分的长方体网格控制体内的任意一点参数坐标进行求解；当所述网格控制体的类型为不规则图形体网格控制体时，通过蒙特卡罗法对所述不规则图形体网格控制体内的任意一点参数坐标进行求解；当所述网格控制体的类型为非均匀划分的长方体网格控制体时，通过张量积降维解耦法对所述非均匀划分的长方体网格控制体内的任意一点参数坐标进行求解。5.根据权利要求4所述的基于变维度FFD的叶轮机的统一参数化方法，其特征在于，所述当所述网格控制体的类型为均匀划分的长...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈江，向航，刘熠，牛汗，罗楚威，李斌，刘一杰，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：