[发明专利]一种带有Coanda鼓包的气膜冷却孔的设计方法

权利要求书

1.一种带有Coanda鼓包的气膜冷却孔的设计方法，其特征在于：包括步骤：

S1.利用B样条曲线为造型工具，定义控制点和阶数，构建带Coanda鼓包气膜冷却孔的鼓包流向二维形状造型曲线f_B(t)；

S2.将二维形状造型曲线f_B(t)拓展到三维外形设计：

根据椭圆理论，设计f_B(t)由二维形状造型到三维外形扩展的缩放因子和平移因子，并将步骤S1得到的f_B(t)变换到三维物理坐标系下设计鼓包外形，得到真实坐标系下的每一个y＝y_i截面形状控制方程：

x＝β(y_i)·t+α(y_i)

z＝β(y_i)·f_B(t)

其中：0≤t≤1,-r≤y_i≤r，α(y_i)定义为平移因子，β(y_i)定义为缩放因子，r为冷却孔半径；

S3.设计三维外形的横向截面形状控制曲线：

引入余弦函数，使得步骤S2得到的控制方程在Coanda鼓包曲面和壁面过渡区域在展向上一阶连续，得到Coanda鼓包每一个y＝y_i截面形状控制方程：

x＝β(y_i)·t+α(y_i)

其中：0≤t≤1,-r≤y_i≤r。

2.根据权利要求1所述的一种带有Coanda鼓包的气膜冷却孔的设计方法，其特征在于：步骤S1所述的构建带Coanda鼓包气膜冷却孔的鼓包流向二维形状造型曲线f_B(t)的具体过程包括：

S101.利用B样条曲线为造型工具，以主流流向为x轴，纵向为z轴，设计冷却气流孔与水平方向的倾角为θ，并选取鼓包流向形状的4个控制点的3阶B样条曲线的二维形状造型曲线f_B(t)对带Coanda鼓包气膜冷却孔的鼓包流向二维形状描述；

其中，所述4个控制点为：c₁，c₂，c₃和c₄；

S102.对上述控制点的坐标进行归一化，得到各点的控制坐标为c₁(0,0)，c₂(p₁,p₁ tan(θ))，c₃(p₂,0)和c₄(1,0)；

其中：p₁＞0，0＜p₂＜1。

3.根据权利要求2所述的一种带有Coanda鼓包的气膜冷却孔的设计方法，其特征在于：在步骤S102中：

(1)对于c₁和c₂控制点，其斜率为tan(θ)；

(2)对于c₃和c₄控制点，其斜率为0。