[發明專利]一種扇環轉矩形隔離段設計方法

有效

• 申請號: 201911252712.1
• 申請日: 2019-12-09
• 公開（公告）號: CN110889180B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 高雄;朱守梅;滿延進;李斌;郭昆;關祥東
• 申請（專利權）人: 北京動力機械研究所
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/15
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 田亞琪;劉芳

1.一種扇環轉矩形隔離段設計方法，其特征在于，隔離段入口截面為扇環，出口截面為矩形；從扇環過渡到矩形的過程中采用沿程法向截面幾何相似原則，通過控制扇環中心到矩形中心沿程引導曲線AB，扇環中心線弧長Lc，扇環厚度h，沿程法向面積S和扇環扇角α的漸變過渡，保證了反壓狀態下的隔離段流場穩定性；

所述設計方法具體為：

步驟一、將隔離段沿程截面均采用扇環參數描述，隔離段出口矩形截面認為是內外環半徑趨于無窮大的扇環，扇環內環和外環半徑算術平均值為扇環中心線半徑y₀，扇環扇角為α，扇環外環與內環半徑之差為扇環厚度h，扇環中心線弧長為Lc，扇環面積為S；

步驟二、確定隔離段沿程引導曲線AB分布，其中隔離段進口截面中心點為A，隔離段出口截面中心點為B；A的方向為隔離段進口截面法向，B方向為隔離段出口截面法向；引導曲線AB采用6階bezier樣條曲線確定，其中beizer樣條曲線前三個點控制起點方向，后三個點控制終點方向，中間點控制引導曲線形狀；

步驟三、隔離段沿程扇環面積擴張比ER采用6階bezier樣條曲線確定，其中beizer樣條曲線前三個點控制起點面積變化趨勢，后三個點控制終點面積變化趨勢，中間點控制沿程面積分布形狀；

步驟四、隔離段沿程扇環中心線弧長Lc采用6階bezier樣條曲線確定，其中beizer樣條曲線前三個點控制起點弧長變化趨勢，后三個點控制終點弧長變化趨勢，中間點控制弧長沿程分布形狀；

步驟五、隔離段沿程扇環扇角α最大取值為隔離段進口截面扇環扇角，沿程扇角從α漸變到0°，扇角α采用6階bezier樣條曲線確定，其中beizer樣條曲線前三個點控制起點扇角變化趨勢，后三個點控制終點扇角變化趨勢，中間點控制扇角沿程分布形狀；

步驟六、確定隔離段進口扇環圓心為坐標原點，進口扇環法向為x軸，扇環對稱線為y軸，按照右手法則確定z軸；根據上述步驟確定的沿程引導曲線AB、沿程面積擴張比ER、中心線弧長Lc和扇角α；以及扇環中心線弧長公式Lc＝α*y₀和扇環面積公式S＝Lc*h獲得隔離段沿程截面坐標。