[发明专利]一种低压涡轮静子叶片波浪前缘的构造方法

权利要求书

1.一种低压涡轮静子叶片波浪前缘的构造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：基于低压涡轮叶片基准翼型，从CFX-POST中导出一定数目沿径向具有不同半径的叶片截面几何坐标点数，保证相邻截面之间的半径差相等；

步骤2将步骤1得到的不同截面几何坐标点数据分别导入到ICEM-CFD中，并得到该截面的前缘点坐标和尾缘点坐标；

步骤3：获得每个截面的沿流向分布的压力面坐标分布和吸力面坐标分布，即保证第一个坐标靠近前缘点，最后一个坐标靠近尾缘点；

步骤4：求解压力面上每个点与吸力面上每个点之间的距离，以压力面上的点为对象，找出与之距离最小时对应的吸力面上的点，并记录该最小距离；

步骤5：以步骤4中两点最小距离作为该截面各个位置处的厚度，并找出最大厚度对应的压力面上第q(i＝1～1400)个点和吸力面第p(i＝1～1600)个点；求出与这两点所在直线的垂线的斜率K：在斜率K不同取值范围下，对求得的压力面的前q个点分别命名为P_WAVE和S_WAVE；

步骤6：求解P_WAVE和S_WAVE中每两点对应的中间点，保存在ARC中，作为该截面的一段中弧线；

步骤7：选定插值系数t，对相邻两个截面的P_WAVE和S_WAVE分别进行插值，得到中间某个截面的P_wave和S_wave，并根据中弧线坐标进行弦长变换；

步骤8：将插值得到的每个截面合并，得到该截面的完整数据；将所有截面的数据合并，即可得到波浪前缘低压涡轮叶片的完整数据。

2.如权利要求1所述的一种低压涡轮静子叶片波浪前缘的构造方法，其特征在于，所述步骤5中，K分为K＝0和K0两种情况。

3.如权利要求1所述的一种低压涡轮静子叶片波浪前缘的构造方法，其特征在于，当K＝0时，压力面上以第q个点为分界点，几何坐标数据分别保存；吸力面上以第p个点为分界点，几何坐标数据分别保存；将压力面的前q个点数据文件命名为P_WAVE，第q+1～1400个点数据文件命名为P_LINE；对于吸力面的前p个点(p一般大于q)，要从这p个点这找出与压力面前q个点对应最小厚度的点坐标，共q个，保存在S_WAVE中，而后面所有坐标保存在S_LINE中。

4.如权利要求1所述的一种低压涡轮静子叶片波浪前缘的构造方法，其特征在于，当K0时，寻找K＝0或K略小于0所对应的压力面上的第m个点和吸力面上第n个点；将压力面前m个点数据文件命名为P_WAVE，第m+1～1400个点数据文件命名为P_LINE；对于吸力面的前n个点，从n个点中找出与压力面前m个点对应最小厚度的点坐标，共m个，保存在S_WAVE中，后面所有坐标保存在S_LINE中。

5.如权利要求1所述的一种低压涡轮静子叶片波浪前缘的构造方法，其特征在于，所述步骤7中，包括以下子步骤：

子步骤7.1：选定插值系数t，对相邻两个截面的P_WAVE和S_WAVE分别进行插值，得到中间某个截面的P_wave和S_wave，并根据中弧线坐标进行弦长变换，包括以下内容：

1)

插值系数t＝(span-R1)/(R2-R1)

其中，span为被插值截面半径，R1,R2分别为相邻插值截面的半径；

2)

波浪前缘的构造是通过对原始叶片厚度沿中弧线的变化实现的，其厚度沿中弧线的变化规律如下：

其中，C_new：波浪前缘叶片沿中弧线的坐标分布；

C_old：基准叶片沿中弧线的坐标分布；

C_max：叶片最大厚度位置对应的中弧线坐标；

C(r)：波浪前缘叶片在半径r处的弦长；

基准叶片的弦长；

D_new：波浪前缘叶片沿中弧线的厚度分布；

D_old：基准叶片沿中弧线的坐标分布；

3)

插值过程中，其弦长沿径向方向r的分布如下：

其中，涡轮基准翼型弦长；

C(r)：波浪前缘涡轮半径r处的弦长；

A：波浪前缘幅值；

W：波浪前缘周期；

子步骤7.2：同理对相邻两个截面的P_LINE和S_LINE分别进行插值，插值系数与(1)相同，但弦长不发生变化，结果保存为P_line和S_line中。