[發明專利]一種渦輪導向葉片幾何喉部面積的求解方法

有效

• 申請號: 202011133277.3
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112284324B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 楊珂;聶東冰
• 申請（專利權）人: 中國航發沈陽發動機研究所
• 主分類號: G01B21/28
• 分類號: G01B21/28;F01D9/02
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11526
• 代理人: 高原

本申請屬于航空渦輪導向器領域，特別涉及一種渦輪導向葉片幾何喉部面積的求解方法。包括：步驟一：基于葉片上緣板流道線以及葉片下緣板流道線構建m條樣條曲線；步驟二：基于所述葉片上緣板流道線、所述葉片下緣板流道線以及m條樣條曲線，構建m+2個回轉面；步驟三：獲取m+2個回轉面與后視左葉片葉身的交線；步驟四：通過U向參數定義點在所述交線上的位置；步驟五：構建一組導向葉片的幾何喉部曲面，定義幾何喉部面積為S；步驟六：通過Global Simplex算法求解幾何喉部面積S。本申請的渦輪導向葉片幾何喉部面積的求解方法，兼顧葉型、流道以及葉身表面與上下緣板倒圓對葉柵幾何喉部面積的影響，集成性強，可以更加準確地得到渦輪導向葉柵的幾何喉部面積。

技術領域

本申請屬于航空渦輪導向器領域，特別涉及一種渦輪導向葉片幾何喉部面積的求解方法。

背景技術

渦輪導向器排氣面積對整臺發動機性能非常重要，其中，高壓渦輪導向器是發動機的喉部，其面積的大小直接影響著發動機的流量、推力等性能指標；低壓渦輪導向器面積的大小對發動機轉差及渦輪后溫度影響很大，所以導向器排氣面積必須準確測量且可調整。

現有技術中，針對渦輪導向葉柵幾何喉部面積的測量，普遍采用的方案是將待測窗口近似為一個梯形，計算得到單個窗口面積，然后相加得到整個導向葉柵的幾何喉部面積。這種方法僅考慮了葉型(寬度)對葉柵幾何喉部面積的影響，而忽略了流道變化(高度)對幾何喉部面積的影響，尤其是當流道沿軸向曲率變化較為劇烈時，采用傳統技術方案對幾何喉部面積計算產生的偏差就越明顯；傳統的計算方法未考慮葉身表面與上下緣板倒圓對葉柵幾何喉部面積的影響，倒圓半徑越大，倒圓部分占葉柵幾何喉部面積的比例越大，采用傳統技術方案計算幾何喉部面積產生的偏差就越明顯。

因此，希望有一種技術方案來克服或至少減輕現有技術的至少一個上述缺陷。

發明內容

本申請的目的是提供了一種渦輪導向葉片幾何喉部面積的求解方法，以解決現有技術存在的至少一個問題。

本申請的技術方案是：

一種渦輪導向葉片幾何喉部面積的求解方法，包括：

步驟一：基于葉片上緣板流道線以及葉片下緣板流道線構建m條樣條曲線；

步驟二：基于所述葉片上緣板流道線、所述葉片下緣板流道線以及m條樣條曲線，構建m+2個回轉面；

步驟三：獲取m+2個回轉面與后視左葉片葉身的交線；

步驟四：通過U向參數定義點在所述交線上的位置；

步驟五：構建一組導向葉片的幾何喉部曲面，定義幾何喉部面積為S；

步驟六：通過Global Simplex算法求解幾何喉部面積S。

可選地，步驟一中，所述基于葉片上緣板流道線以及葉片下緣板流道線構建m條樣條曲線包括：

S101：沿軸向在葉片上緣板流道線以及葉片下緣板流道線上分別等間距選取n個一一對應的第一控制點；

S102：將所述葉片上緣板流道線上的第一控制點與所述葉片下緣板流道線上對應的第一控制點相連，獲得n條直線；

S103：在每條直線上分別選取m個等分點，將n條直線上對應的等分點相連，獲得m條樣條曲線。

可選地，其中，n為10，m為3。

可選地，步驟四中，所述通過U向參數定義點在所述交線上的位置包括：

S401：在m+2條交線的盆側分別選取第二控制點：D₁、D₂…D_m+2；