[发明专利]一种波瓣混合器的参数化设计方法

摘要

本发明涉及航空燃气涡轮风扇发动机混合排气系统技术领域，具体涉及一种波瓣混合器的参数化设计方法，特别适用于新型波瓣混合器的参数化设计以及参数最优化。本发明专利旨在解决抗预旋波瓣混合器设计难度大的问题，通过在设计过程中使用参数定义波瓣混合器几何形状，达到参数化设计的目的。本发明专利包括基础波瓣混合器的参数化设计、基础的波瓣混合器参数化表示、目标波瓣混合器二维设计、目标波瓣混合器三维设计、目标波瓣混合器新型参数化尾缘修形等步骤。本发明专利涉及的曲线均可使用直线、抛物线、多项式曲线、Bezier曲线、样条曲线、Nurbs曲线。本发明具有设计简单有效、控制参数少、曲面光滑等诸多优势。

主权项

一种波瓣混合器的参数化设计方法，所述波瓣混合器设置在航空燃气涡轮风扇发动机排气系统内外涵流体开始接触混合的位置，包括沿周向均匀分布的多个波瓣，各所述波瓣由若干个二维异形叶型在径向高度上三维积叠而成，其特征在于，所述设计方法至少包括以下步骤：SS1.基础波瓣混合器的参数化表示首先，选取若干可对波瓣混合器的内涵曲面或外涵曲面的造型进行参数化表示的几何造型参数，所述几何造型参数包括波瓣混合器造型过程中使用的辅助几何参数以及造型完成后所生成的波瓣混合器几何参数；其次，计算已有基础波瓣混合器的各所述几何造型参数，基于基础波瓣混合器的各所述几何造型参数，构建基础波瓣混合器的三维模型，对基础波瓣混合器进行参数化表示。SS2.目标波瓣混合器的二维异形叶型设计首先，基于步骤SS1中构建的基础波瓣混合器三维模型，沿基础波瓣混合器的波瓣高度方向，获得各沿切截面的带有几何进出口角度的基准二维异形叶型；其次，基于所获取的基准二维异形叶型数据，计算基准二维异形叶型的弦长、中弧线、厚度分布参数等几何参数。再次，基于基准二维异形叶型的几何参数，在保持弦长及厚度分布参数不变的前提下，根据目标二维异形叶型的几何进出口角度，对基准二维异形叶型的中弧线前缘点、尾缘点处的曲线切线方向进行调整，以调整二维异形叶型的几何进出口角度，从而得到目标波瓣混合器的二维异形叶型的中弧线，继而得到目标波瓣混合器的二维异形叶型。SS3.目标波瓣混合器的三维波瓣叶型设计基于目标波瓣混合器的出口截面形式及整体形状布局，将步骤SS2得到的若干二维异形叶型基于积叠点沿径向积叠曲线进行三维积叠，积叠形成目标波瓣混合器的三维波瓣叶型。