[发明专利]一种具有波状表面的叶型设计方法

摘要

本发明涉及一种具有波状表面的叶型设计方法，属于机械装置及运输技术领域。本方法采用波状壁面构成三维扰动影响流动状况的机理，在叶片表面进行波状处理实现被动流动控制；根据叶片吸力面的叶表易分离区域起始位置S和分离区弦向长度b，向分离区前后延伸c1和c2的长度共同组成进行波状处理的波状段弦向宽度；波状处理的波形可为任意形式的光滑波形，波状处理的波峰在原始叶型线上，波谷则根据实际叶片厚度和结构强度确定。所设计的波状表面叶型引起的扰动可以起到有效减阻和降低损失的作用，改善了叶栅二次流动，设计方法简单、灵活、实用，特别适用于航空、航天、航海及工业能源动力领域的叶轮机及机翼设计。

主权项

一种具有波状表面的叶型设计方法，其特征在于：具体实现步骤如下：步骤1，采用常规中弧线和厚度分布的方法设计原始叶型；并通过数值仿真或实验方法综合全部工况确定原始叶型的叶片吸力面的叶表易分离区域起始位置S和分离区弦向长度b；步骤2，依据步骤1确定的易分离区起始位置S和分离区弦向长度b，分别向分离区前后延伸c1和c2的长度，c1和c2满足0＜c1且0≤c2。叶表分离区弦向长度b及其前后延伸的长度共同组成进行波状处理的波状段弦向宽度L，L＝b+c1+c2；且L/B满足0.01≤L/B≤1，其中B为叶片轴向弦长；步骤3，采用数值优化方法对步骤2设计的波纹段进行校核，优选波状段处理的位置、弦向宽度、波形、波幅和波长，并最终以试验验证定型。