[发明专利]一种外形定尺寸限制下的蜗壳型线设计方法

摘要

本发明公开了一种外形定尺寸限制下的蜗壳型线设计方法，具体是对蜗壳型线进行尺寸限制，将型线的XY直角坐标转化成角度‑距离坐标；确定最大尺寸值；设定7个控制点；基于非均匀B样条曲线计算节点矢量，建立基函数，并由基函数和7个控制点即可得到角度‑距离形式下蜗壳型线上的点；绘制蜗壳型线；对优化变量不同时对应的q组样本点进行数值模拟得到风机气动性能；最后建立近似模型，求解最佳的帕累托解。本发明通过对蜗壳型线的结构，尤其是对蜗壳型线上的点到叶轮中心的距离进行非均匀B样条曲线拟合来改进蜗壳结构，通过调节控制点的坐标来局部调节蜗壳的型线，能够局部调整蜗壳型线来满足工程上的要求、提高性能。

主权项

1.一种外形定尺寸限制下的蜗壳型线设计方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(S1)对多翼离心风机蜗壳型线进行尺寸限制，记该尺寸限制的方向为宽度方向，使该多翼离心风机蜗壳型线在该宽度方向上的宽度不超过预先设定的宽度最大值；该多翼离心风机蜗壳型线主要由五部分线条连接而成，这五部分线条依次是蜗舌段(1)、第一圆弧段(2)、直线切割段(3)、第二圆弧段(4)和出口直线段(5)，各部分线条之间均光滑过渡；/n记该多翼离心风机的叶轮中心在型线平面上对应的投影点为O点，则以该O点为原点、且以所述宽度方向平行于坐标轴建立XY直角坐标系，使所述蜗舌段(1)位于该XY直角坐标系的第一象限；/n将所述蜗壳型线的第一圆弧段(2)、直线切割段(3)、第二圆弧段(4)和出口直线段(5)这四部分线条整体按长度均分为m等分，并得到(m+1)个蜗壳型线的坐标点，其中m为正整数；/n以所述XY直角坐标系的X轴正方向为初始方向，假设存在由原点出射的射线，将该射线由所述初始方向逆时针开始旋转，在经过所述蜗舌段(1)后，该射线将依次经过所述第一圆弧段(2)、所述直线切割段(3)、所述第二圆弧段(4)和所述出口直线段(5)，由此确定所述(m+1)个蜗壳型线的坐标点的角度θ与距离r，其中角度θ为射线逆时针旋转过程中经过该坐标点时的逆时针旋转角度，距离r为该坐标点距离所述原点的距离，并且这(m+1)个蜗壳型线的坐标点的角度θ依次增大；/n建立角度-距离直角坐标系，以角度为横坐标、距离为纵坐标，将这(m+1)个蜗壳型线的坐标点标记到该角度-距离直角坐标系中，其中任意一个蜗壳型线的坐标点在该角度-距离直角坐标系中的坐标表示为(θ，r)；将各个标记点按θ依次增大的方式连接进行曲线的拟合，得到角度-距离拟合曲线；/n(S2)根据所述步骤(S1)得到的所述角度-距离拟合曲线，确定因尺寸限制而导致拟合曲线突变的区域，获得角度-距离直角坐标系中横坐标为Θ