[发明专利]一种叶片以及用于叶片的流体控制方法

说明书

本发明提供一种叶片，叶片设置有引射孔，引射孔设置成使得叶片在工作状态下流动损失最小。本发明还提供一种用于叶片的流体控制方法，包括如下步骤：获取叶片表面流谱；基于表面流谱表面流谱，结合拓扑规律，获取叶片流动拓扑结构图；根据叶片流动拓扑结构图，确定叶片上的引射孔的位置，使得引射孔设置于该位置，流动损失最小；根据叶片流动拓扑结构图，通过比较确定引射孔角度、大小和流量，使得流动损失最小。

技术领域

本发明涉及叶轮机械领域，尤其涉及一种叶片和用于叶片的流动控制方法。

背景技术

叶轮机械一般是指以连续旋转叶片为本体，使流体工质的能量通过叶轮转换为轴动力或者推力的动力机械，如航空发动机、燃气轮机、蒸汽轮机、风力机、水轮机等原动机，也可以是指将轴动力的能量通过叶轮传递给流体工质的动力机械，如鼓风机、水泵、离心式压气机等工作机。由于叶轮机械的流道内附面层及其分离引起的各种涡系结构会使得叶轮机械内部产生流动损失，这样会导致叶轮机械的使用效率降低，大大增加了能源的损耗。因此，需要一种能够减小流动损失的叶片以及用于叶片的流体控制方法。

发明内容

为了克服上述问题的至少一个方面，本发明实施例提供一种叶片以及用于叶片的流体控制方法。

根据本发明的一个方面，提供一种叶片，叶片设置有引射孔，引射孔设置成使得叶片在工作状态下流动损失最小。

根据一些实施例，引射孔具有预定角度，预定角度设置成使得叶片在工作状态下流动损失最小。

根据一些实施例，引射孔具有预定大小，预定大小设置成使得叶片在工作状态下流动损失最小。

根据一些实施例，引射孔具有预定速度，预定速度设置成使得叶片在工作状态下流动损失最小。

根据一些实施例，引射孔的位置通过如下方法确定：获取叶片的表面流谱；基于表面流谱，获取叶片流动拓扑结构图；根据叶片流动拓扑结构图，确定引射孔的位置，使得引射孔设置于该位置，流动损失最小。

根据一些实施例，引射孔的角度通过如下方式确定：获取具有不同角度的引射孔的叶片表面流谱；基于多个表面流谱，获取多个叶片流动拓扑结构图；根据多个叶片流动拓扑结构图，确定引射孔的角度，使得引射孔设置于该角度下，流动损失最小。

根据一些实施例，引射孔的大小通过如下方式确定：获取在不同大小的引射孔的叶片表面流谱；基于多个表面流谱，获取多个叶片流动拓扑结构图；根据多个叶片流动拓扑结构图，确定引射孔的大小，使得具有确定的大小的引射孔，流动损失最小。

根据一些实施例，引射孔的流体引射速度通过如下方式确定：获取在不同引射速度的叶片表面流谱；基于多个表面流谱，获取多个叶片流动拓扑结构图；根据多个叶片流动拓扑结构图，确定引射孔的流体引射速度，使得具有确定的引射速度的引射孔，流动损失最小。

根据一些实施例，采用如下方式判断流动损失：叶片流动拓扑结构图包括第一类型的特征点，第一类型的特征点数目多的情形，流动损失大，其中，在第一类型的特征点处，叶片流动拓扑结构图中的流线交汇。

根据一些实施例，采用如下方式判断流动损失：叶片流动拓扑结构图包括第二类型的特征点，第二类型的特征点数目多的情形，流动性损失大，其中，在第二类型的特征点处，所述叶片流动拓扑结构图中的流线在沿该点周围同时出现附近聚拢和发散或者聚拢，在其中心点形成鞍点，流线从指向该点转而离开该点。

根据本发明的另一个方面，提供一种用于叶片的流体控制方法，包括如下步骤：获取叶片表面流谱；基于表面流谱，获取叶片流动拓扑结构图；根据叶片流动拓扑结构图，确定叶片上的引射孔的位置，使得引射孔设置于该位置，流动损失最小。