[发明专利]一种涡轮导向叶片几何喉部面积的求解方法

说明书

本申请属于航空涡轮导向器领域，特别涉及一种涡轮导向叶片几何喉部面积的求解方法。包括：步骤一：基于叶片上缘板流道线以及叶片下缘板流道线构建m条样条曲线；步骤二：基于所述叶片上缘板流道线、所述叶片下缘板流道线以及m条样条曲线，构建m+2个回转面；步骤三：获取m+2个回转面与后视左叶片叶身的交线；步骤四：通过U向参数定义点在所述交线上的位置；步骤五：构建一组导向叶片的几何喉部曲面，定义几何喉部面积为S；步骤六：通过Global Simplex算法求解几何喉部面积S。本申请的涡轮导向叶片几何喉部面积的求解方法，兼顾叶型、流道以及叶身表面与上下缘板倒圆对叶栅几何喉部面积的影响，集成性强，可以更加准确地得到涡轮导向叶栅的几何喉部面积。

技术领域

本申请属于航空涡轮导向器领域，特别涉及一种涡轮导向叶片几何喉部面积的求解方法。

背景技术

涡轮导向器排气面积对整台发动机性能非常重要，其中，高压涡轮导向器是发动机的喉部，其面积的大小直接影响着发动机的流量、推力等性能指标；低压涡轮导向器面积的大小对发动机转差及涡轮后温度影响很大，所以导向器排气面积必须准确测量且可调整。

现有技术中，针对涡轮导向叶栅几何喉部面积的测量，普遍采用的方案是将待测窗口近似为一个梯形，计算得到单个窗口面积，然后相加得到整个导向叶栅的几何喉部面积。这种方法仅考虑了叶型(宽度)对叶栅几何喉部面积的影响，而忽略了流道变化(高度)对几何喉部面积的影响，尤其是当流道沿轴向曲率变化较为剧烈时，采用传统技术方案对几何喉部面积计算产生的偏差就越明显；传统的计算方法未考虑叶身表面与上下缘板倒圆对叶栅几何喉部面积的影响，倒圆半径越大，倒圆部分占叶栅几何喉部面积的比例越大，采用传统技术方案计算几何喉部面积产生的偏差就越明显。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本申请的目的是提供了一种涡轮导向叶片几何喉部面积的求解方法，以解决现有技术存在的至少一个问题。

本申请的技术方案是：

一种涡轮导向叶片几何喉部面积的求解方法，包括：

步骤一：基于叶片上缘板流道线以及叶片下缘板流道线构建m条样条曲线；

步骤二：基于所述叶片上缘板流道线、所述叶片下缘板流道线以及m条样条曲线，构建m+2个回转面；

步骤三：获取m+2个回转面与后视左叶片叶身的交线；

步骤四：通过U向参数定义点在所述交线上的位置；

步骤五：构建一组导向叶片的几何喉部曲面，定义几何喉部面积为S；

步骤六：通过Global Simplex算法求解几何喉部面积S。

可选地，步骤一中，所述基于叶片上缘板流道线以及叶片下缘板流道线构建m条样条曲线包括：

S101：沿轴向在叶片上缘板流道线以及叶片下缘板流道线上分别等间距选取n个一一对应的第一控制点；

S102：将所述叶片上缘板流道线上的第一控制点与所述叶片下缘板流道线上对应的第一控制点相连，获得n条直线；

S103：在每条直线上分别选取m个等分点，将n条直线上对应的等分点相连，获得m条样条曲线。

可选地，其中，n为10，m为3。

可选地，步骤四中，所述通过U向参数定义点在所述交线上的位置包括：

S401：在m+2条交线的盆侧分别选取第二控制点：D₁、D₂…D_m+2；