[發明專利]一種基于人群搜索算法的汽輪機葉柵型線參數化重構方法

有效

• 申請號: 202010740270.1
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN112115558B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 楊自春;張磊;陳國兵;李彬;李昆鋒;孫文彩;李軍;費志方;陳俊
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06N3/006
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 馬輝

1.一種基于人群搜索算法的汽輪機葉柵型線參數化重構方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一：將汽輪機葉片型線包括前緣圓弧曲線DE、尾緣圓弧曲線GH、吸力邊曲線GD和壓力邊曲線HE，基于三次貝塞爾曲線描述壓力邊曲線H和吸力邊曲線GD的坐標方程，由圓曲線方程表示前緣圓弧曲線DE和尾緣圓弧曲線GH，并給出四條曲線的坐標方程；

步驟二：將弦線與后額線的交點定義為坐標系原點O，后額線即為坐標系Y軸，與后額線垂直于原點O的直線即為X軸，根據幾何關系求得描述壓力邊曲線HE與吸力邊曲線GD的多邊形控制頂點H、W₁、W₂、E、G、U₁、U₂、D的坐標表達式以及前緣尾緣圓心坐標點O₁和后緣尾緣圓心坐標點O₂；

將D、E、G、H、U₁、U₂、W₁、W₂的坐標點帶入步驟一中四條曲線的坐標方程，則構成了葉片型線的參數化表達式，該參數化表達式包括8個幾何結構變量B、γ_p、r₁、r₂、β₁、β₂、和4個Bezier曲線形狀控制變量構成的12個參數；

步驟三：通過SOA優化算法找到原型葉片三次Bezier曲線參數化表達式的12個參數，進而得到原型葉片型線的三次Bezier曲線和圓弧曲線參數化表達式。

2.根據權利要求1所述基于人群搜索算法的汽輪機葉柵型線參數化重構方法，其特征在于：所述步驟一中：

壓力邊曲線HE由多邊形控制頂點H、W₁、W₂、E構成的三次Bezier曲線描述，其坐標參數方程為：

吸力邊曲線GD由多邊形控制頂點G、U₁、U₂、D構成的三次Bezier曲線描述，其坐標參數方程為：

式中，t表示三次Bezier曲線坐標參數方程的輔助參數，t∈[0，1]，x表示直角坐標系的橫坐標、y表示直角坐標系的縱坐標；

前緣圓弧曲線DE和尾緣圓弧曲線GH表達式由各自圓曲線方程表示，分別為：

(x-x₁)²+(y-y₁)²＝r₁²

式中，r₁表示前緣圓弧半徑、r₂表示后緣圓弧半徑，x₁為前緣圓弧圓心o₁的橫坐標、x₂為后緣圓弧圓心o₂的橫坐標、y₁為前緣圓弧圓心o₁的縱坐標、y₂為后緣圓弧圓心o₂的縱坐標。

3.根據權利要求1所述基于人群搜索算法的汽輪機葉柵型線參數化重構方法，其特征在于：所述步驟二中：

圓心O₁、O₂的坐標分別為：

壓力邊曲線HE與吸力邊曲線GD的多邊形控制頂點D、E、G、H的坐標點為：

U₁、U₂、W₁、W₂坐標點為：

式中，x_M、x_N分別為圖1中三次貝塞爾曲線兩條切線的交點M、N的橫坐標，k_GM、k_HN、k_MD、k_NE分別為圖1中貝塞爾曲線的切線GM、切線HN、切線MD、切線NE的斜率；

B表示葉寬，γ_p表示安裝角，β₁表示幾何進汽角、β₂表示幾何出汽角，表示前緣契角、表示后緣契角，h(i)(i＝1，2，3，4)表示4個Bezier曲線形狀控制參數。