一种贯流式锥形空间导叶三维密合设计方法和装置

摘要

本发明提供了一种贯流式锥形空间导叶三维密合设计方法和装置，通过采用三维涡面方法设计导叶的空间叶型，能够保证其具有较小的绕流损失，并且可以为转轮做功提供必需的全部环量。以导叶出口边紧贴于密合基线构成的密合平面为优化目标，以速度矩分布控制参数作为优化变量，通过有序地改变各变量的数值，逐步设计得到能够密合的叶型。该方法设计出来的锥形空间导叶具有良好的水力性能，并且有足够的精度实现紧闭密合，可以同时满足流动和结构的双重要求。

主权项

一种贯流式锥形空间导叶三维密合设计方法，其特征在于，所述方法包括：选定导叶叶型的二维轴面流道形状；在选定的二维轴面流道内划分网格，获取有限个离散的计算节点二维坐标(r，z)；其中，垂直于流向的网格是经过导叶旋转中心点Og的直线；获取各计算节点上的叶片厚度(tθ)值；获取各计算节点上的速度矩(vθr)值；采用三维涡面法设计导叶的空间叶型，用涡代替叶片，用源汇代替厚度对流场的作用，流动分解成周向平均流动和周期脉动流动；选取设计参数，给定初始叶型；依据所获取的各计算节点的二维坐标(r，z)、叶片厚度(tθ)值、速度矩(vθr)值，求解出平均流场；求解出脉动流场；将计算出的平均流场与脉动流场相叠加，得到总的三维流场，获取叶片正面和背面上各计算节点的三维坐标(r，θ，z)；判断导叶出口边与导叶头部区域内选定为密合基线的网格线是否共面：若是，则输出各计算节点的三维坐标(r，f，z)；若否，则调整速度矩值，直到判定为共面；其中，判定结果在预设收敛精度范围即为共面；将密合基线和出口边上各节点的角坐标分别按其平均值调整为直线，并对其余网格节点进行线性调整，获取最终的三维导叶形状(r，f’，z)。