[发明专利]一种大子午扩张涡轮的三维正交非定常设计方法

权利要求书

1.一种大子午扩张涡轮的三维正交非定常设计方法，其特征是：在涡轮的定常气动设计循环的基础上还包括如下步骤：

(1)利用已知的全三维数值模拟对大扩张端壁型线进行自动设计优化；

(2)对优化后的大扩张端壁下的通道真实三维流线进行子午面拟合，并在大扩张通道端区选取的代表性截面上进行三维S1流面叶型造型，再利用数值模拟方法进行端区流面叶型优化，所选取的代表性截面是指位于大扩张端壁下的通道端区40％叶高以内，并且至少包括三个截面；

(3)对步骤(2)所得的优化后的端区三维S1流面叶型，以叶片积叠线和端区叶型的安装角为优化变量进行大扩张通道正交叶片设计与优化，得到大扩张通道端区损失分布与其具体值；

(4)如果步骤(3)中得到的大扩张通道端区损失分布与其具体值不符合预定设计目标，则重复步骤(1)～(3)，直至步骤(3)得到的大扩张通道端区损失分布与其具体值与预定设计目标相符合；

(5)利用全三维非定常数值模拟方法对步骤(4)中得到的涡轮正交叶片的积叠线或端区叶型的安装角进行细微调整以定制动静叶片列间轴向间隙取值，并获得大子午扩张涡轮动静叶片及其总体性能，其中动静叶片列间轴向间隙取值是指静叶片尾缘线与动叶片前缘线之间的距离，总体性能包括效率、功率、非定常特性，在此调整过程中可同时调整动叶顶部的掠度；

(6)如果步骤(5)得到的大子午扩张涡轮总体性能不符合预定设计目标，则循环步骤(2)～(5)，直至达到预定设计目标。

2.根据权利要求1所述的一种大子午扩张涡轮的三维正交非定常设计方法，其特征是：通过将步骤(2)中所选取的S1流面为圆锥面，并在圆锥面上定义和优化叶型，并基于已知的真实S1流面叶型进行流管计算进行性能校核。