[发明专利]径流式旋转流体机械后弯与前弯流线隧道成形方法在审
申请号: | 202210682308.3 | 申请日: | 2022-06-15 |
公开(公告)号: | CN115168923A | 公开(公告)日: | 2022-10-11 |
发明(设计)人: | 郭文杰;黄若 | 申请(专利权)人: | 科诺泰博(北京)科技有限公司 |
主分类号: | G06F30/10 | 分类号: | G06F30/10;G06F30/20;G06F113/08 |
代理公司: | 北京中海智圣知识产权代理有限公司 11282 | 代理人: | 王志东 |
地址: | 100080 北京市海淀区中*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 径流 旋转 流体 机械 流线 隧道 成形 方法 | ||
1.一种径流式旋转流体机械后弯与前弯流线隧道成形方法,其特征在于,包括:
步骤1,将旋转流体机械的流道中心线分为前倾段和后弯/前弯段,设流道中心线轴向总长为H,后弯/前弯段占比为k,则后弯/前弯段轴向长度为kH,前倾段轴向长度为(1-k)H;
步骤2,构造流道中心线的前倾段;
步骤3,构造流道中心线的后弯/前弯段;
步骤4,将流道中心线前倾段和后弯/前弯段平滑过渡,使流道中心线前倾段下端点和后弯/前弯段上端点坐标和导数均相等,形成完整流道中心线;
步骤5:设流道进、出口法向截面面积分别为A1、A2,流道中部任一法向截面与进口法向截面的曲线距离占流道中心线总长的比例为t,则流道中部任一法向截面面积为A1+t(A2-A1),流道法向截面面积沿流道中心线线性变化,构成完整流道。
2.根据权利要求1所述的径流式旋转流体机械后弯与前弯流线隧道成形方法,其特征在于,步骤2中,流道中心线前倾段在柱坐标系下的方程为:
式中:R1为流道中心线前倾段上端点所在半径;R2为流道中心线后弯/前弯段下端点所在半径;θ1为前倾段包络角;β1为前倾段上端点投影点构造角,取正值;β2为前倾段下端点投影点构造角,依据设计需求取正、负或零;θ为极角,取任意值时,上式(1)为环曲面方程,即椭圆弧子午线绕z轴旋转一周所得曲面;ρ为极径,取基圆柱面半径R1时,上式(1)为流道中心线前倾段向基圆柱面投影曲线方程;z为轴向坐标。
3.根据权利要求1所述的径流式旋转流体机械后弯与前弯流线隧道成形方法,其特征在于,步骤3中,构造流道中心线后弯/前弯段包括:在xy平面内利用后弯/前弯段上端点投影点与下端点投影点的位置与方向数据构建三次曲线;再将三次曲线沿z轴方向向环曲面做投影,得到流道中心线后弯/前弯段三维曲线。
4.根据权利要求3所述的径流式旋转流体机械后弯与前弯流线隧道成形方法,其特征在于,步骤3中,流道中心线后弯/前弯段三维曲线的约束参数包括:流道中心线后弯/前弯段上端点所在半径Rk,流道中心线后弯/前弯段下端点所在半径R2,后弯/前弯段包络角θ2,后弯/前弯段上端点投影点构造角β3,后弯/前弯段下端点投影点构造角β4,构造后弯曲线时,β3取正值,θ2取正值;构造前弯曲线时,β3取负值,θ2取负值;x为横坐标,是自变量;y为纵坐标,是因变量;将流道中心线后弯/前弯段投影曲线构建为三次函数:
5.根据权利要求4所述的径流式旋转流体机械后弯与前弯流线隧道成形方法,其特征在于,步骤3中,将流道中心线后弯/前弯段投影曲线方程以x为参数转换成柱坐标系下的参数方程,并向环曲面沿z轴方向投影,得到流道中心线后弯/前弯段在柱坐标系下的方程:
6.根据权利要求1或5所述的径流式旋转流体机械后弯与前弯流线隧道成形方法,其特征在于,步骤4中,将流道中心线前倾段和后弯/前弯段平滑过渡,使流道中心线前倾段下端点和后弯/前弯段上端点坐标和导数均相等,有:
7.根据权利要求1所述的径流式旋转流体机械后弯与前弯流线隧道成形方法,其特征在于,步骤5中,与流道中心线相垂直的流道法向截面形状为圆或椭圆。
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