【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及桨盘载荷参数求取领域，具体涉及一种适用任意网格面的桨盘载荷基础点自动求取方法。
技术介绍
1、本节中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。
2、桨盘载荷参数是直升机旋翼、螺旋桨等旋转部件气动设计中重要的总体参数之一，在旋转部件设计的起始阶段具有非常重要的地位。桨盘载荷是指旋转部件需要的总力大小与桨盘面积的比值，桨盘载荷越大则对应着旋转部件直径以及结构外形尺寸可以越小，这样可以减少旋转部件空重，保证旋转部件载重指标的满足。
3、数值模拟方法作为气动设计的重要手段之一，在气动设计过程中发挥着不可替代的作用。而桨盘载荷的数值计算首先需要在整个桨盘的每一片桨叶壁面上切出一系列数量众多的等间距排列的截面交线，截面交线数量有时多达上百个，每条交线由一系列离散点组成，呈现一个二维翼型的形状。积分每条交线上的垂直于桨盘平面的压力值分量就可以得到一个点处的压力载荷值，众多的离散点压力载荷值构成整个桨盘圆盘内的压力载荷分布，至此就得到了一副旋转部件的桨盘载荷分布。在此过程中预先构造桨盘载荷的基础点，即所有桨叶的截面交线的离散点就显得非常重要。
4、目前，桨盘载荷基础点生成方式，大多数均为人工手动利用第三方网格软件如gridgen等工具生成这一系列截面交线，效率通常不够高效。若是研究对象为目前常见的多桨盘多桨叶对象，人工生成耗费的时间成本将会更高。本专利提出一种可以适用任意类型网格面的自动化截面切割并求取交线离散点的方法，可以显著提高旋转部件气动设计中桨盘载荷的计算效率，为旋转部
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：针对现有技术中存在的问题，提供了一种适用任意网格面的桨盘载荷基础点自动求取方法，其具体技术方案如下：
2、一种适用任意网格面的桨盘载荷基础点自动求取方法，包括：
3、步骤s1：将网格物面离散单元退化为线段，进行储存；
4、步骤s2：将网格物面与平面进行求交运算，寻找穿过平面的线段集合，并求取这些线段与平面的交点坐标集合；
5、步骤s3：将所述交点坐标集合作为桨盘载荷基础点，构成一条截面交线；每个桨盘载荷基础点上都储存有垂直于桨盘平面的力值；并基于该截面交线，通过等距平移和旋转克隆，得到整个桨盘上所有的截面交线；
6、步骤s4：对每片桨叶的所有的截面交线进行旋转求解，得到整个桨盘上所有的桨盘载荷基础点。
7、进一步地，所述步骤s1，包括：
8、现假设有n个顶点，产生m条线段，需要存储的信息如下：
9、
10、其中：
11、表示三角单元顶点的坐标，表示第条线段由网格面节点和网格面节点构成。
12、进一步地，所述步骤s2，包括：
13、步骤s21：由任意线段的两个顶点分别向平面做垂线，顶点和垂足之间构成一个垂线矢量，矢量起点为顶点，终点为垂足；并在储存的信息中，增加一行垂线矢量的信息；
14、步骤s22：检测每条线段对应的垂线矢量对的方向是否相反，找出具有方向相反的垂线矢量对的线段；
15、步骤s23：与平面进行求交运算，即可求得交点的集合。
16、进一步地，所述增加一行垂线矢量的信息如下：
17、
18、其中：
19、表示编号为的网格面节点向截面所在平面作垂线形成的垂线矢量，此处截面所在平面为桨叶根部的第一个起始截面。
20、进一步地，所述步骤s23，包括：
21、将a点与平面进行求交运算，得到交点q的坐标；
22、基于交点q的坐标，采用事前锁定距离范围的方式搜索，得到交点的集合。
23、进一步地，所述交点q的坐标公式如下：
24、
25、其中：
26、线段矢量，为点的垂线矢量；
27、为空间任意线段 ab的端点 a的坐标。
28、进一步地，所述等距平移，包括：
29、垂线矢量整体增长或缩短一个间隔矢量，矢量的方向沿桨叶展向且垂直于截面平面，得到一组新的垂线矢量；再次检测每条线段的垂线矢量对是否方向相反，如果相反则求取线段与平面的交点；如此反复，就可以得到一系列的截面交线。
30、进一步地，所述矢量模长根据每片桨叶所需要的基础点数量进行选择。
31、进一步地，所述旋转克隆，包括：
32、对于一副桨盘中的其他桨叶，可以将该片桨叶旋转至第一片桨叶位置处，替代第一片桨叶的位置进行交线求解。
33、与现有的技术相比本专利技术的有益效果是：
34、一种适用任意网格面的桨盘载荷基础点自动求取方法，可以显著提高旋转部件气动设计中桨盘载荷的计算效率，为旋转部件的气动迭代设计、流场数值模拟等提供有力支撑。
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1.一种适用任意网格面的桨盘载荷基础点自动求取方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种适用任意网格面的桨盘载荷基础点自动求取方法，其特征在于，所述步骤S1，包括：
3.根据权利要求2所述的一种适用任意网格面的桨盘载荷基础点自动求取方法，其特征在于，所述步骤S2，包括：
4.根据权利要求3所述的一种适用任意网格面的桨盘载荷基础点自动求取方法，其特征在于，所述增加一行垂线矢量的信息如下：
5.根据权利要求4所述的一种适用任意网格面的桨盘载荷基础点自动求取方法，其特征在于，所述步骤S23，包括：
6.根据权利要求5所述的一种适用任意网格面的桨盘载荷基础点自动求取方法，其特征在于，所述交点Q的坐标公式如下：
7.根据权利要求1所述的一种适用任意网格面的桨盘载荷基础点自动求取方法，其特征在于，所述等距平移，包括：
8.根据权利要求7所述的一种适用任意网格面的桨盘载荷基础点自动求取方法，其特征在于，所述矢量模长根据每片桨叶所需要的基础点数量进行选择。
9.根据权利要求8所述的一种适用
...【技术特征摘要】
1.一种适用任意网格面的桨盘载荷基础点自动求取方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种适用任意网格面的桨盘载荷基础点自动求取方法，其特征在于，所述步骤s1，包括：
3.根据权利要求2所述的一种适用任意网格面的桨盘载荷基础点自动求取方法，其特征在于，所述步骤s2，包括：
4.根据权利要求3所述的一种适用任意网格面的桨盘载荷基础点自动求取方法，其特征在于，所述增加一行垂线矢量的信息如下：
5.根据权利要求4所述的一种适用任意网格面的桨盘载荷基础点自动求取方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：牟永飞，肖中云，张露，崔兴达，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：
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