[发明专利]一种涡轮叶片的叶型样条曲线反向曲率修正方法及系统有效

专利信息
申请号: 201911144158.5 申请日: 2019-11-20
公开(公告)号: CN110908338B 公开(公告)日: 2020-11-17
发明(设计)人: 王伟;萧啸龙 申请(专利权)人: 北航(天津武清)智能制造研究院有限公司;北京航空航天大学
主分类号: G05B19/4103 分类号: G05B19/4103
代理公司: 北京路浩知识产权代理有限公司 11002 代理人: 张秀程
地址: 301700 天津市武清区武*** 国省代码: 天津;12
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摘要:
搜索关键词: 一种 涡轮 叶片 叶型样条 曲线 反向 曲率 修正 方法 系统
【权利要求书】:

1.一种涡轮叶片的叶型样条曲线反向曲率修正方法,其特征在于,包括:

根据涡轮叶片的叶型样条曲线的插值点数据,计算获得叶型样条曲线的节点矢量和控制顶点信息;

计算所述叶型样条曲线在每一个插值点处的二阶导矢作为曲率矢;

根据每一个插值点处的曲率矢,确定需要调整的控制顶点;

根据所述控制顶点信息,对需要调整的控制顶点的位置信息进行调整;

基于调整后的控制顶点的位置信息,构造调整后的叶型样条曲线;

其中,所述根据每一个插值点处的曲率矢,确定需要调整的控制顶点包括:

判断每一个插值点处的曲率矢方向与理论方向是否一致;

记录曲率矢方向与理论方向不一致的插值点的索引值,并获取与对应插值点索引值相关的控制顶点的索引值,所述控制顶点的索引值组成的索引值区间为异常区间,所述异常区间内的控制顶点为需要调整的控制顶点;

所述根据所述控制顶点信息,对需要调整的控制顶点的位置信息进行调整包括:

对于任一异常区间,判断所述叶型样条曲线在所述任一异常区间的曲线段是否满足保凸条件;

若不满足,则需要扩大所述任一异常区间的跨度,对扩大跨度后的异常区间内的控制顶点的位置信息进行调整;

若满足,则对所述任一异常区间内的控制顶点的位置信息进行调整。

2.根据权利要求1所述的涡轮叶片的叶型样条曲线反向曲率修正方法,其特征在于,所述根据涡轮叶片的叶型样条曲线的插值点数据,计算获得叶型样条曲线的节点矢量和控制顶点信息包括:

对于涡轮叶片的叶型样条曲线的插值点数据,采用预设的参数化方法计算每一个插值点的参数值;

根据每一个插值点的参数值,计算所述叶型样条曲线的节点矢量;

根据每一个插值点的参数值以及所述叶型样条曲线的节点矢量,计算得到所述叶型样条曲线的控制节点。

3.根据权利要求2所述的涡轮叶片的叶型样条曲线反向曲率修正方法,其特征在于,所述预设的参数化方法包括均匀参数化方法、积累弦长参数化方法、向心参数化方法和Foley参数化方法。

4.根据权利要求3所述的涡轮叶片的叶型样条曲线反向曲率修正方法,其特征在于,所述对于涡轮叶片的叶型样条曲线的插值点数据,采用预设的参数化方法计算每一个插值点的参数值包括:

采用积累弦长的参数化方法计算每一个插值点的参数值:

其中,Qk为第k个插值点的坐标,|Qk-Qk-1|为第k个插值点与第k-1个插值点之间的距离,为第k个插值点的参数值,M=(插值点的总个数-1)。

5.根据权利要求4所述的涡轮叶片的叶型样条曲线反向曲率修正方法,其特征在于,所述根据每一个插值点的参数值,计算所述叶型样条曲线的节点矢量包括:

u0=…=up=0,um-p=…=um=1,m=n+p+1;

U=[u0,u1,u2,......,un+p+1],u∈[up,un+1];

其中,m=(叶型样条曲线的节点矢量的总数量-1),n、p为正整数,p为B样条基函数的次数,n=(M-1),为第i个插值点的参数值。

6.根据权利要求2所述的涡轮叶片的叶型样条曲线反向曲率修正方法,其特征在于,所述根据每一个插值点的参数值以及所述叶型样条曲线的节点矢量,计算得到所述叶型样条曲线的控制节点包括:

根据每一个插值点的参数值和所述叶型样条曲线的节点矢量,通过矩阵求逆方法计算获得所述叶型样条曲线的控制节点:

其中,为第k个插值点的参数值,为参数值处的p次B样条基函数,Qk为第k个插值点的坐标。

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