曲率连续的可控扩散叶型的CAD辅助设计方法技术

曲率连续的可控扩散型叶型的CAD辅助设计方法属于压气机叶片设计领域，其特征在于，含有：分别利用压力面、吸力面与前缘小圆的切点求前缘点，用三次样条拟合，求出吸力面、压力面上各型值点的曲率，用三次贝塞尔曲线求出曲率连续的前缘的吸力面侧型线和压力面侧型线，用B样条曲线给定吸力面的曲率分布，求取B样条曲线的控制点，使曲率分布对应的曲率连续吸力面型线与原始吸力面型线偏差最小，求取优化后叶型尾缘小圆的位置。本发明专利技术与原始可控扩散叶型相比，冲角范围扩大2.5°，且在低损失区域内的总压损失降低。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
曲率连续的可控扩散叶型的CAD辅助设计方法，其特征在于，是在计算机中依次按以下步骤实现的：步骤（1），计算机初始化：输入可控扩散叶片，以下简称叶片的以下参数：前缘的圆心坐标(xLE,yLE)和半径rLE，尾缘的圆心坐标(xTE,yTE)和半径rTE，压力面上均匀分布的N个型值点，记为P1ps，P2ps,...PNps,N＝500，坐标分别记为...,其中P1ps为所述压力面与前缘小圆的切点，为压力面与尾缘小圆的切点，吸力面上均匀分布的N个型值点，记为P1ss，P2ss...，PNss?坐标分别为...,N＝500，其中P1ss为所述吸力面与前缘小圆的切点，PNss为所述吸力面与尾缘小圆的切点；步骤（2），按以下步骤计算前缘点P1的坐标和该前缘点P1对应的圆心角θ1：步骤（2.1），在所述前缘的圆心(xLE,yLE)建立一个直角坐标系，横轴x轴向右为正，步骤（2.2），按下式计算所述前缘点P1(x1,y1)对应的圆心角θ1以及P1点的斜率k1：x1＝xLE+rLE·cosθ1，y1＝yLE+rLE·cosθ1，k1＝?tanθ1，θ1＝(θss_LE+θps_LE)/2，其中：θss_LE为吸力面与前缘的切点P1ss在前缘小圆上的圆心角，θss_LE=arctan(y1ss-yLEx1ss-xLE)+π,其中：θps_LE为压力面与前缘的切点P1ps在前缘小圆上的圆心角，θps_LE=arctan(y1ps-yLEx1ps-xLE)+2π,步骤（2.3），对所述吸力面和压力面的叶型坐标使用三弯矩法进行样条拟合，求出所述吸力面和压力面各型值点Piss、Pips处的型线斜率，用和(i＝1,2,...,N)表示，步骤（2.4），按下式求出所述吸力面各型值点Piss处的流向坐标i＝1,2,...,N和中间型 值点的曲率i＝2，...,N?1，siss=0,i=1,si-1ss+(xiss-xi-1ss)2+(yiss-yi-1ss)2,i=2,3,...,N,Ciss=(dx·ddy-ddx·dy)/[(dx2+dy2)1.5],其中：dx=12·(xi+1ss-xisssi+1ss-siss+xiss-xi-1sssiss-si-1ss),dy=12·(yi+1ss-yisssi+1ss-siss+yiss-yi-1sssiss-si-1ss),ddx=2si+1ss-si-1ss·(xi+1ss-xisssi+1ss-siss-xiss-xi-1sssiss-si-1ss),ddy=2si+1ss-si-1ss·(yi+1ss-yisssi+1ss-siss-yiss-yi-1sssiss-si-1ss),同理，求出所述压力面各型值点处的流向坐标i＝1,2,...,N以及曲率i＝2,...,N?1；步骤（3），使用三次贝塞尔曲线按以下步骤定义新的前缘吸力面侧型线，所述型线是指前缘与中部型线之间添加的一段过渡型线，以便使叶片前缘分别与吸力面、压力面的切点处曲率连续，以及吸力面侧型线的曲率连续：步骤（3.1），定义三次贝塞尔曲线的四个控制点P1、P2、P3和P4，其中除了P1是所述前缘点外：P2是原始的吸力面型线上也是优化后的前缘吸力面侧型线上的待定点，P3是位于前缘点P1的切线和点P2的切线的相交点P0(x0,y0)这一个点和点P1的连线上的一个待定点，P4是位于前缘点P1的切线和点P2的切线的相交点P0(x0,y0)这一个点和点P2的连线上的一个待定点，步骤（3.2），按下述逐点迭代的步骤确定控制点P2的位置坐标：步骤（3.2.1），选择吸力面上的某一型值点作为控制点P2的初始值，的横坐标xj的取值满足1≤j≤N，令点的坐标为(x2,y2)，x2＝xj，斜率为k2，曲率为C2，步骤（3.2.2），设定一组控制点P3的坐标控制系数a1和控制点P4的控制系数a2，0＜a1＜1，0＜a2＜1，其中：控制点P3的坐标：x3＝a1·x1+(1?a1)·x0，y3＝a1·y1+(1?a1)·y0，控制点P4的坐标：x4＝a2·x2+(1?a2)·x0，y4＝a2·y2+(1?a2)·y0，步骤（3.2.3），按步骤（3.2.2）得到的四个控制点生成三次贝塞尔曲线，并将该贝塞尔曲线插值为50个点，记为PiLE_ss,i＝1,2,...,50，序号沿P1向P2的方向取，坐标为计算中间型值点Pi...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋寅，顾春伟，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：