[发明专利]基于曲率控制的高负荷压气机叶型径向积叠造型优化方法

权利要求书

1.一种基于曲率控制的高负荷压气机叶型径向积叠造型优化方法，其特征在于，通过选择五个特征点并基于贝塞尔曲线生成积叠线沿径向的曲率分布，然后通过二次积分得到径向积叠线分布，再将二维基元叶型通过径向积叠得到优化后的平面叶栅；

所述的五个特征点包括：叶根和叶顶的曲率控制点以及展向25％叶高、50％叶高和75％叶高的曲率控制点；

所述的沿径向的曲率分布是指：通过五个特征点对应作为四次贝塞尔曲线的控制点生成的代表径向积叠线沿径向的曲率分布，其中贝塞尔曲线的x轴方向表示径向，即叶高方向；

所述的四次贝塞尔曲线，采用由特征多边形顶点的位置矢量与伯恩斯坦基函数的线性组合表达曲线，贝塞尔函数为：其中：n为贝塞尔曲线的次数，i为特征多边形顶点的序号，0≤i≤n，u为参数，0≤u≤1，V_i是特征多边形顶点的位置矢量，伯恩斯坦基函数当给定特征多边形的五个顶点矢量，则四次贝塞尔曲线为：r(u)＝(1-u)⁴V₀+4(1-u)³uV₁+6(1-u)²u²V₂+4(1-u)u³V₃+u⁴V₄，其中五个控制点分别为：V₀(x₀，y₀)、V₄(x₄，y₄)为叶根和叶顶的曲率控制点，V₁(x₁，y₁)、V₂(x₂，y₂)、V₃(x₃，y₃)分别为展向25％叶高、50％叶高和75％叶高的曲率控制点；

所述的径向积叠线分布是指：将沿径向的曲率分布通过数值积分算法对径向坐标进行二次积分后得到的径向积叠线分布，其中：径向积叠线的x坐标为径向坐标，表示不同叶高处的位置，y坐标表示叶型截面的偏移量，即叶栅节距方向的偏移，即周向弯曲或垂直于弦向的偏移，即弦向弯曲；

所述的径向积叠是指：将二维基元叶型通过前缘点、重心或尾缘点沿着径向积叠线径向积叠；

所述的二次积分，具体步骤包括：

①令p＝y′，p′＝y″，则，

②对上式进行积分，得：简得：其中：C1是常数，p是y的一阶导数；因此，

③由于p＝y′，根据上式解出p，并对p进行积分：y＝∫y′dx+y(0)；

④边界条件给定：y(0)＝0和y(1)＝0，利用弦截法求出曲线起始点的斜率即一阶导数y′(0)的值，y′(0)＝tanα；

所述的二维基元叶型，即原型二维可控扩散叶型。

2.一种根据权利要求1所述方法得到的优化平面叶栅，其特征在于，其径向积叠线曲率及曲率的斜率连续且叶片表面光滑。