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申请/专利权人：西安交通大学

摘要：本发明公开了一种基于自由曲面叶片中性面的离心叶轮叶片生成方法，包括获取叶片数据，提取若干条曲面结构线作为叶片中弧线；计算各叶高处的子午厚度分布；计算每条叶片中弧线上任一点所对应的实际法向厚度；计算类椭圆头在叶形线上位置区间；将中弧线离散为若干坐标点；以坐标点为圆心、实际法向厚度为直径绘制厚度圆，与对应中弧线的回转面求交后，得到压力面和吸力面在对应叶高处的坐标点；拟合坐标点，得到压力面和吸力面叶形线；构建NURBS曲面，得到压力面和吸力面。所生成叶片压力面和吸力面的形状由叶片的中性面、椭圆度和厚度定义，无需进行曲面延伸和修建，能够保证各个位置的叶片角符合设计要求，提高叶轮的实际气动性能以及结构强度。

主权项：1.一种基于自由曲面叶片中性面的离心叶轮叶片生成方法，其特征在于，包括以下步骤：获取自由曲面叶片中性面数据，在叶片中性面上沿叶高方向提取若干条曲面结构线，将曲面结构线作为叶片中弧线；对每个叶高位置的叶片中弧线通过线性插值计算得到对应每个叶高处的子午厚度分布；通过子午厚度分布和对应的叶片中弧线，计算每条叶片中弧线上任意一点所对应的实际法向厚度；通过叶片中弧线上的实际法向厚度和给定的前缘椭圆度，计算类椭圆头在叶形线上的位置区间；将叶片中弧线离散为若干坐标点，其中类椭圆头对应的叶片中弧线离散的坐标点在压力面或吸力面上生成对应的厚度点时均分类椭圆形线；以离散后得到的坐标点为圆心，以坐标点的实际法向厚度为直径绘制厚度圆，厚度圆与对应叶片中弧线的回转面求交后，得到压力面和吸力面在对应叶高位置的坐标点；在每个叶高位置使用NURBS曲线插值法拟合压力面和吸力面的坐标点，得到对应叶高位置的压力面叶形线和吸力面叶形线；将所有叶高位置的压力面叶形线和吸力面叶形线作为NURBS曲面结构线，构建NURBS曲面，得到叶片的压力面和吸力面；所述将叶片中弧线离散为若干坐标点包括将类椭圆头对应的叶片中弧线离散以及将除前缘部分外的叶片中弧线离散；所述类椭圆头对应的叶片中弧线离散的坐标点通过以下步骤获取：将叶片中弧线作为x轴，叶片中弧线的法向作为y轴，则单侧类椭圆头参数方程定义为： 其中，参数，且当时，表示类椭圆头起始点，时，表示类椭圆头结束点；ep表示前缘椭圆度；ni表示每条叶片中弧线上任意一点所对应的实际法向厚度；lileading为椭圆头在叶片中弧线上所占长度；li为第i条叶片中弧线的总长度；根据参数方程计算单侧类椭圆头的总长度sileading： 将单侧类椭圆头按照曲线长度均分为Nleading份，每段长度具体表示为；计算类椭圆头曲线上每个等分点的坐标值，将x轴坐标值作为第i条叶片中弧线上前缘部分的离散点，将y轴坐标值作为与离散点相对应的法向半厚度；所述除前缘部分外的叶片中弧线离散，将第i条叶片中弧线除前缘部分外的曲线均分为份，则每个离散点的曲线坐标表示为： 其中，，tj表示每个离散点的曲线坐标；lileading为椭圆头在叶片中弧线上所占长度；li为第i条叶片中弧线的总长度；Nleading为单侧类椭圆头曲线划分的数量。

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