[发明专利]一种零预旋涡轮动叶低激波损失内凹型线设计方法

权利要求书

1.一种零预旋涡轮动叶吸力面无遮盖段内凹型线设计方法，其特征在于，所述设计方法至少包括如下步骤：

SS1.采用吸力面型线为传统全外凸型线的三维涡轮叶片作为基础叶型；

SS2.用数值方法计算基础叶型流场，在计算结果中，提取不同叶高截面吸力面尾缘激波的气流折转角M₁及波前马赫数θ₁；

SS3.将步骤SS2中提取的不同叶高截面吸力面尾缘激波的气流折转角M₁和波前马赫数θ₁代入激波等强度方程组，计算得到吸力面最优内凹型线折转角C；

SS4.以基础叶型中各叶高截面吸力面喉口到尾缘(即吸力面无遮盖段)的区域作为吸力面内凹型线的设计范围，根据步骤SS3所计算出的最优内凹型线折转角，调整吸力面型线上的控制点，在基础叶型的吸力面型线基础上设计吸力面内凹型线；

SS5.根据步骤SS4设计的各叶高截面的吸力面内凹型线进行重心积叠得到新的三维叶型。

2.根据上述权利要求所述的零预旋涡轮动叶吸力面无遮盖段内凹型线设计方法，其特征在于，步骤SS2中，用数值方法计算基础叶型流场，在计算结果中，提取20％、50％、80％叶高截面吸力面尾缘激波的气流折转角M₁及波前马赫数θ₁。

3.根据上述权利要求所述的零预旋涡轮动叶吸力面无遮盖段内凹型线设计方法，其特征在于，步骤SS3中，激波等强度方程组由如下方程式组成：

M₁sinβ_C＝M₂sinβ₂ 式4

式1～4中，C为吸力面最优内凹型线的折转角(亦为吸力面内凹型线诱导激波的气流折转角)，β_C为吸力面内凹型线诱导激波的激波角；M₁和θ₁分别为基础叶型吸力面尾缘激波的波前马赫数、气流折转角；M₂、θ₂、β₂分别为采用了内凹设计的新叶型吸力面尾缘激波的波前马赫数、气流折转角和激波角；γ为气体比热比。

4.根据权利要求3所述的零预旋涡轮动叶吸力面无遮盖段内凹型线设计方法，其特征在于，步骤SS3中，对于非0％、100％叶高截面，将其吸力面尾缘激波的气流折转角M₁和波前马赫数θ₁代入激波等强度方程组，计算得到其吸力面最优内凹型线折转角；对于0％、100％叶高截面，通过对非0％、100％叶高截面的吸力面最优内凹型线折转角进出差值的方法，得到其吸力面最优内凹型线折转角。

5.根据上述权利要求所述的零预旋涡轮动叶吸力面无遮盖段内凹型线设计方法，其特征在于，步骤SS4中，在对吸力面型线进行内凹设计时，保持压力面型线不变。

6.根据上述权利要求所述的零预旋涡轮动叶吸力面无遮盖段内凹型线设计方法，其特征在于，步骤SS4中，根据步骤SS3所计算出的最优内凹型线折转角，通过减小吸力面型线上位于设计范围内的至少一个控制点与中弧线的垂直距离、而其余控制点到中弧线的垂直距离保持不变的方式，得到吸力面内凹型线。

7.根据上述权利要求所述的零预旋涡轮动叶吸力面无遮盖段内凹型线设计方法，其特征在于，步骤SS5中，仅将基础叶型的吸力面型线替换为步骤SS4设计的各叶高截面的吸力面内凹型线，而保持基础叶型的压力面型线以及其余设计参数不变的情况下，对各叶高截面的型线进行重心积叠得到新的三维叶型。