一种流道设计的方法技术

本公开实施例公开了一种流道设计的方法

【技术实现步骤摘要】
一种流道设计的方法、装置、设备及计算机存储介质


[0001]本公开实施例涉及叶轮设计
，尤其涉及一种流道设计的方法
、
装置
、
设备及计算机存储介质
。

技术介绍

[0002]叶轮机械通常被广泛地应用于航空
、
船舶
、
电力
、
冶金
、
能源
、
化工，医药等
，是很多大型工业生产企业的核心设备之一
。
在叶轮机械的设计过程中，流道的几何形状设计是一个关键的设计步骤
。
这主要是由于流道的几何形状直接影响流体的流动特性
、
传递效率以及能量转换效率
。
因此，在相关技术中，流道的几何形状的设计目标是获得能够使流体顺畅流动的流道且流道的几何形状最小化
。
[0003]但是，在相关技术中最终设计得到的流道的几何形状不够光滑，造成流道的几何形状中可能会出现不规则的形状，例如凹凸不平
、
尖角或者流道中的曲线不连续，从而在流体的流动过程中引起局部的湍流，增加流体的动力学损失，最终影响叶轮机械的性能
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本公开实施例期望提供一种流道设计的方法
、
装置
、
设备及计算机存储介质；能够获得几何形状光滑且符合实际应用场景的流道
。
[0005]本公开实施例的技术方案是这样实现的：第一方面，本公开实施例提供了一种流道设计的方法，所述流道设计的方法包括：沿叶轮的轮毂至机匣的方向，将所述叶轮中的流道划分为多个流道截面层；通过遍历所述流道中的所有的区段，获得每个被遍历区段的所述多个区段截面层中的每个区段截面层在流向上的几何特征点的数量；基于所述每个被遍历区段的所述多个区段截面层中的每个区段截面层在所述流向上的几何特征点的数量，获得所述每个被遍历区段的所述每个区段截面层的每个几何特征点在柱坐标系中所对应的径向距离
、
高度
、
角度以及所述角度所对应的弧长；基于所有的被遍历区段的所述多个区段截面层的所有的几何特征点在所述柱坐标系中所对应的径向距离
、
高度
、
角度以及所述角度所对应的弧长，设计得到所述流道的几何形状
。
[0006]第二方面，本公开实施例提供了一种流道设计的装置，所述流道设计的装置包括划分部，第一获取部，第二获取部以及设计部；其中，所述划分部被配置为：沿叶轮的轮毂至机匣的方向，将所述叶轮中的流道划分为多个流道截面层；所述第一获取部被配置为：通过遍历所述流道中的所有的区段，获得每个被遍历区段的所述多个区段截面层中的每个区段截面层在流向上的几何特征点的数量；所述第二获取部被配置为：基于所述每个被遍历区段的所述多个区段截面层中的每个区段截面层在所述流向上的几何特征点的数量，获得所述每个被遍历区段的所述每个
区段截面层的每个几何特征点在柱坐标系中所对应的径向距离
、
高度
、
角度以及所述角度所对应的弧长；所述设计部被配置为：基于所有的被遍历区段的所述多个区段截面层的所有的几何特征点在所述柱坐标系中所对应的径向距离
、
高度
、
角度以及所述角度所对应的弧长，设计得到所述流道的几何形状
。
[0007]第三方面，本公开实施例提供了一种计算设备，所述计算设备包括：通信接口，存储器和处理器；各个组件通过总线系统耦合在一起；其中，所述通信接口，用于在与其他外部网元之间进行收发信息过程中，信号的接收和发送；所述存储器，用于存储能够在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器，用于在运行所述计算机程序时，执行第一方面所述的流道设计的方法的步骤
。
[0008]第四方面，本公开实施例提供了一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有流道设计的程序，所述流道设计的程序被至少一个处理器执行时实现第一方面所述的流道设计的方法的步骤
。
[0009]本公开实施例提供了一种流道设计的方法
、
装置
、
设备及计算机存储介质；沿叶轮上的轮毂至机匣的方向，将叶轮中的流道划分为多个流道截面层
。
通过遍历流道中的所有的区段，在获得每个被遍历区段的多个区段截面层中的每个区段截面层在流向上的几何特征点的数量后，并获得每个被遍历区段的每个区段截面层的每个几何特征点在柱坐标系中的径向距离
、
高度
、
角度以及该角度所对应的弧长
。
最后基于所有的被遍历区段的多个区段截面层的所有的几何特征点在柱坐标系中的径向距离
、
高度
、
角度以及该角度所对应的弧长，设计得到该流道的几何形状
。
通过本公开实施例提供的技术方案，流道中的所有的区段的连接过程中几何特征点的位置偏差小，且最终获得的流道的几何形状光滑，更加符合实际应用场景
。
附图说明
[0010]图1为本公开实施例提供的一种流道设计的方法的流程示意图
。
[0011]图2为本公开实施例提供的流道中的一个被遍历区段的各坐标示意图
。
[0012]图3为本公开实施例提供的流道中的各个被遍历区段位置关系示意图
。
[0013]图4为本公开实施例提供的被遍历叶片区段中的一个区段截面层的几何特征点获取方法示意图
。
[0014]图5为本公开实施例提供的被遍历非叶片区段中的一个区段截面层的几何特征点获取方法示意图
。
[0015]图6为本公开实施例提供的包含有被遍历区段
Seg1
至被遍历区段
Seg5
的流道中的部分流道截面层上填充的几何特征点的示意图
。
[0016]图7为本公开实施例提供的一种流道设计的装置组成示意图
。
[0017]图8为本公开实施例提供的一种计算设备的结构示意图
。
具体实施方式
[0018]下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述
。
[0019]在一些示例中，上述的叶片区段指的是流体直接与叶轮中的叶片相互作用的区域
。
上述的非叶片区段指的是流体在进入叶片区段或者离开叶片区段之间的区域
。
[0020]参见图1，其示出了本公开实施例提供的一种流道设计的方法，该流道设计的方法包括：在步骤
S101
中，沿叶轮的轮毂至机匣的方向，将上述叶轮中的流道划分为多个流道截面层
。
[0021]在步骤
S102
中，通过遍历上述流道中的所有的区段，获得每个被遍历区段的上述多个区段截面层中的每个区段截面层在流向上的几何特征本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种流道设计的方法，其特征在于，所述流道设计的方法包括：沿叶轮的轮毂至机匣的方向，将所述叶轮中的流道划分为多个流道截面层；通过遍历所述流道中的所有的区段，获得每个被遍历区段的多个区段截面层中的每个区段截面层在流向上的几何特征点的数量；基于所述每个被遍历区段的多个区段截面层中的每个区段截面层在所述流向上的几何特征点的数量，获得所述每个被遍历区段的所述每个区段截面层的每个几何特征点在柱坐标系中所对应的径向距离
、
高度
、
角度以及所述角度所对应的弧长；基于所有的被遍历区段的所述多个区段截面层的所有的几何特征点在所述柱坐标系中所对应的径向距离
、
高度
、
角度以及所述角度所对应的弧长，设计得到所述流道的几何形状
。2.
根据权利要求1所述流道设计的方法，其特征在于，所述通过遍历所述流道中的所有的区段，获得每个被遍历区段的所述多个区段截面层中的每个区段截面层在流向上的几何特征点的数量，包括：通过遍历所述所有的区段，获得所述所有的被遍历区段所对应的所述每个流道截面层在所述流向上的几何特征点的数量；基于所述所有的被遍历区段所对应的所述每个流道截面层在所述流向上的几何特征点的数量，获得所述每个被遍历区段的所述每个区段截面层在所述流向上的几何特征点的数量
。3.
根据权利要求2所述流道设计的方法，其特征在于，所述通过遍历所述所有的区段，获得所述所有的被遍历区段所对应的所述每个流道截面层在所述流向上的几何特征点的数量，包括：通过遍历所述所有的区段，获得第一入口坐标
、
第一出口坐标
、
第二入口坐标以及第二出口坐标；其中，所述第一入口坐标为所述所有的被遍历区段中的一个被遍历区段的所述多个区段截面层中的一个区段截面层的轮毂处的入口坐标；所述第一出口坐标为所述一个区段截面层的轮毂处的出口坐标；所述第二入口坐标为所述一个区段截面层的机匣处的入口坐标；所述第二出口坐标为所述一个区段截面层的机匣处的出口坐标；根据所述第一入口坐标与所述第二入口坐标，获得所述一个区段截面层的轮毂处的入口与所述一个区段截面层的机匣处的入口之间的第一距离；根据所述第一出口坐标与所述第二出口坐标，获得所述一个区段截面层的轮毂处的出口与所述一个区段截面层的机匣处的出口之间的第二距离；根据所述第一入口坐标与所述第一出口坐标，获得所述一个区段截面层的轮毂处的入口与所述一个区段截面层的轮毂处的出口之间的第三距离；根据所述第二入口坐标与所述第二出口坐标，获得所述一个区段截面层的机匣处的入口与所述一个区段截面层的机匣处的出口之间的第四距离；基于所述所有的被遍历区段的所述一个区段截面层中的所述第一距离
、
所述第二距离
、
所述第三距离以及所述第四距离，获得所述所有的被遍历区段所对应的一个流道截面层在所述流向上的几何特征点的数量
。4.
根据权利要求3所述流道设计的方法，其特征在于，所述基于所述所有的被遍历区段所对应的所述每个流道截面层在所述流向上的几何特征点的数量，获得所述每个被遍历区
段的所述每个区段截面层在所述流向上的几何特征点的数量，包括：获得所述一个被遍历区段的所述一个区段截面层中的所述第三距离与所述第四距离的之和；获得所述所有的被遍历区段所对应的所述一个流道截面层中的所述第三距离与所述第四距离的之和；基于所述一个被遍历区段的所述一个区段截面层中的所述第三距离与所述第四距离的之和
、
所述所有的被遍历区段所对应的所述一个流道截面层中的所述第三距离与所述第四距离的之和，以及所述所有的被遍历区段所对应的所述一个流道截面层在所述流向上的几何特征点的数量，获得所述一个被遍历区段的所述一个区段截面层在所述流向上的几何特征点的数量
。5.
根据权利要求4所述流道设计的方法，其特征在于，所述基于所述所有的被遍历区段所对应的所述每个流道截面层在所述流向上的几何特征点的数量，获得所述每个被遍历区段的所述每个区段截面层在所述流向上的几何特征点的数量，包括：在所述流道包括多个被遍历叶片区段和多个被遍历非叶片区段的情况下，当第一被遍历叶片区段与第二被遍历叶片区段通过一个被遍历非叶片区段相连接，且所述第一被遍历叶片区段在所述流向上处于所述第二被遍历叶片区段的上游时：当所述一个被遍历区段为用于连接所述第一被遍历叶片区段和所述第二被遍历叶片区段的被遍历非叶片区段时，所述一个被遍历区段中的第一非叶片子区段的所述一个区段截面层在所述流向上的几何特征点的数量是，所述一个被遍历区段中的第二非叶片子区段的所述一个区段截面层在所述流向上的几何特征点的数量是；其中，
Q
表示所述一个被遍历区段的所述一个区段截面层在所述流向上的几何特征点的数量；所述一个被遍历区段包括所述第一非叶片子区段和所述第二非叶片子区段；所述第一非叶片子区段在所述流向上处于所述第一被遍历叶片区段的下游，所述第二非叶片子区段在所述流向上处于所述第二被遍历叶片区段的上游；或者，当所述一个被遍历区段为不连接所述第一被遍历叶片区段和所述第二被遍历叶片区段的被遍历非叶片区段，且所述一个被遍历区段在所述流向上处于所述第一被遍历叶片区段的上游时，所述一个被遍历区段的所述一个区段截面层在所述流向上的几何特征点的数量为
0。6.
根据权利要求5所述流道设计的方法，其特征在于，所述基于所述每个被遍历区段的所述多个区段截面层中的每个区段截面层在所述流向上的几何特征点的数量，获得所述每个被遍历区段的所述每个区段截面层的每个几何特征点在柱坐标系中所对应的径向距离
、
高度
、
角度以及所述角度所对应的弧长，包括：基于所有的被遍历叶片区段中的一个被遍历叶片区段所对应的第一样条曲面，获取所述第一样条曲面上的多条第一样条曲线；所述多条第一样条曲线与所述一个叶片区段中的所述多个区段截面层一一对应；基于所述一个被遍历叶片区段的所述多个区段截面层中的一个区段截面层在所述流向上的几何特征点的数量，对所述多条第一样条曲线中的一条第一样条曲线进行插值计
算，获得所述一条第一样条曲线所对应的多个第一参数序列；基于所述多个第一参数序列中的第
j
个第一参数序列，根据下式（1）获得所述第
j
个第一参数序列所对应的第一参数点，根据下式（2）获得所述第
j
个第一参数序列所对应的第二参数点：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（1）
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（2）其中，
u
1,j
表示所述第一参数点；
u
2,j
表示所述第二参数点；
p
j
表示所述一条第一样条曲线上的第
j
个第一参数序列，且
0≤p
j
≤1
；
1≤j≤Q
y
，
Q
y
表示所述一个被遍历叶片区段的所述一个区段截面层在所述流向上的几何特征点的数量；基于所述第
j
个第一参数序列所对应的所述第一参数点和所述第二参数点，获得所述第一参数点和所述第二参数点在所述一条第一样条曲线上所对应的第一坐标点和第二坐标点；基于所述第一坐标点和所述第二坐标点，获得所述第一坐标点和所述第二坐标点之间的中间点在所述柱坐标系中的径向距离
、
高度
、
角度以及所述角度所对应的弧长；基于所述第一参数点获取所述第一样条曲面上沿第一笛卡尔坐标系的横轴方向的第二样条曲线，基于所述第二参数点，获取所述第一样条曲面上沿所述第一笛卡尔坐标系的横轴方向的第三样条曲线；其中，所述第一笛卡尔坐标系的纵轴平行于所述柱坐标系的纵轴，所述第一笛卡尔坐标系的横轴平行于所述柱坐标系的横轴；在所述第二样条曲线和所述第三样条曲线上分别获得最接近所述中间点的第三坐标点和第四坐标点，并获得所述第三坐标点和所述第四坐标点在所述柱坐标系中的径向距离
、
高度
、
角度以及所述角度所对应的弧长；根据所有的第一样条曲线所对应的所述中间点
、
所述第三坐标点以及所述第四坐标点分别在所述柱坐标系中的径向距离
、
高度
、
角度以及所述角度所对应的弧长，获得所述一个被遍历叶片区段的所述一个区段截面层的所有的几何特征点在所述柱坐标系中的径向距离
、
高度
、
角度以及所述角度所对应的弧长
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，魏征，刘驰，李雷刚，郝帅，
申请(专利权)人：陕西空天信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：