一種葉輪葉片緣點的獲取方法技術

一種葉輪葉片緣點的獲取方法，建立平面坐標系；讀取葉片平面型線的坐標數據；獲取葉片平面型線的中弧線M1Mn及距離最長的兩個點的坐標數據；將中弧線及葉片平面型線旋轉一設定角度α，獲得中弧線M′1M′n，計算中弧線兩端點處的切線斜率k′q和k′w；設定距離L1，判斷落在內的靠近Aq′一側的曲線的點的X坐標是否單調分布；設定距離L2，判斷落在內的靠近Aw′一側的曲線的點的X坐標是否單調分布；計算過點M′1，且斜率為k′q的直線，獲得所述直線與曲線B1Bm的交點A′L；計算過點M′n，且斜率為k′w的直線，獲得所述直線與曲線C1Cm的交點A′T；將線段A′LA′T回轉一設定角度α獲得緣點坐標。本發明專利技術簡化緣點的坐標計算，避免由于前緣(尾緣)位于擬合曲線的兩端部而造成的擬合誤差過大的問題。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種葉輪葉片型線的獲取方法，尤其涉及一種葉輪葉片緣點的獲取方法。
技術介紹
預測葉輪機械整機性能時通常都需要知道葉片型面的參數，如幾何進口角、幾何出口角、葉片最大厚度及其位置、最大撓度、弦長等參數，而要知道葉片的這些氣動參數，都需要首先求得葉片的中弧線，求得中弧線的誤差也就直接關系到整機性能預測的精確性。但是在求中弧線時如何精確的確定前緣點和尾緣點。一種做法是傳統的作圖法，求得中弧線后在最靠近前緣的部分做切線，切線與葉片型線的交點即為前緣點，但是該方法需要的工作量較大，不適合大量計算使用。另外一種做法是針對特定的葉型設計規律，指定前緣點和尾緣點，但是該方法通用性較差，對于其它的葉型就不適用了。針對現有技術和方法的不足，為了能夠使用計算機對不同葉型的型線進行制作，設計一種自動化操作的方法，根據相關條件設置，可獲得葉輪葉片上緣點的坐標。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是提供一種葉輪葉片緣點的獲取方法，該方法能夠根據任意已知葉片型線的各截面的離散點坐標自動獲得前緣點和尾緣點，通過該方法獲得的緣點，方法簡單，獲得的緣點精度高，可實現緣點獲得的自動化操作。為解決上述技術問題本專利技術采用如下技術方案：本專利技術提供一種葉輪葉片緣點的獲取方法，包括：步驟一，建立平面坐標系；步驟二，讀取葉片平面型線的坐標數據；步驟三，獲取葉片平面型線的中弧線M1Mn；步驟四，獲取葉片平面型線中距離最遠的兩個點的坐標數據，獲得最長線段AqAw，該線段與X軸的夾角為α；步驟五，將中弧線M1Mn及葉片平面型線，以坐標原點為圓心，旋轉角度α，獲得旋轉后中弧線M′1M′n及旋轉后葉片型線，旋轉后最長線段為A′qA′w，計算中弧線M′1M′n兩端點處的切線斜率k′q和k′w；步驟六，設定距離L1，判斷落在內的靠近A′q一側的曲線的點的X坐標是否呈單調分布，若是，獲得曲線上的點B1，B2…Bm，若否，重新設定距離L1，重復步驟六；步驟七，設定距離L2，判斷落在內的靠近A′w一側的曲線的點的X坐標是否呈單調分布，若是，獲得曲線上的點C1，C2…Cm，若否，重新設定距離L2，重復步驟七；步驟八，擬合曲線B1Bm或C1Cm；步驟九，計算過點M′1，且斜率為k′q的直線，獲得所述直線與曲線B1Bm的交點A′L；計算過點M′n，且斜率為k′w的直線，獲得所述直線與曲線C1Cm的交點A′T；步驟十，將線段A′LA′T回轉角度α，獲得緣點坐標。本專利技術提供的一種葉輪葉片緣點的獲取方法，其中，步驟六和步驟七中，距離L1和L2的初始值為線段AqAw的長度的某一百分比，不超過30％。本專利技術提供個一種葉輪葉片緣點的獲取方法，其中，步驟四中，角度α的值被設定為，當線段AqAw旋轉角度α后，使得旋轉后的線段A′qA′w呈水平狀態。本專利技術提供的一種葉輪葉片緣點的獲取方法，其特征在于：步驟七中，用三次樣條曲線方法擬合曲線B1Bm或C1Cm。上述技術方案具有如下有益效果：本專利技術根據葉片型線弦長方向最長的特點，先假定一個前緣點(和尾緣點)，通過對緣點位置的設置，簡化緣點的坐標計算，并避免了使用三次樣條曲線擬合方法擬合時，由于前緣(尾緣)位于擬合曲線的兩端部而造成的擬合誤差過大的問題。本專利技術涉及的方法具有簡便、快速、精度高等優點。應用本專利技術的方法確定的前緣點和尾緣點精度相比傳統方法精度可以提高0.3％以上(以弦長計算)，而且由于前緣點和尾緣點決定了葉片的進出口角，應用本方法獲得的角度相比傳統方法精確約5-10°，相對誤差提高10％以上，而同時計算速速與傳統方法保持相當。該方法的應用提高了葉輪機械分析、設計工作精度，為葉輪機械葉型改進優化提供了精確的優化目標，降低了對試驗的依賴。附圖說明圖1為本專利技術的葉輪葉片緣點的獲取方法的流程示意圖。圖2為本專利技術的實施例1中的葉輪葉片緣點的獲取方法的具體流程示意圖。圖3為已知的葉片型線及數據點示意圖。圖4為旋轉前后的葉片型線及數據點示意圖。具體實施方式下面結合附圖詳細說明本專利技術的優選實施例。如圖1所示，本專利技術的葉輪葉片緣點的獲取方法包括如下步驟：步驟一，建立平面坐標系；步驟二，讀取葉片平面型線的坐標數據；步驟三，獲取葉片平面型線的中弧線M1Mn；步驟四，獲取葉片平面型線中距離最遠的兩個點的坐標數據，獲得最長線段AqAw，該線段與X軸的夾角記為α；步驟五，將所述中弧線M1Mn及葉片型線，以坐標原點為圓心，旋轉角度α，獲得旋轉后中弧線M′1M′n、旋轉后葉片型線，旋轉后最長線段為A′qA′w，計算中弧線兩端點M′1M′n處的切線斜率k′q和k′w；步驟六，設定距離L1，判斷落在內的靠近A′q一側的曲線的點的X坐標是否呈單調分布，若是，獲得曲線上的點B1，B2…Bm，若否，重新設定距離L1，重復步驟六；步驟七，設定距離L2，判斷落在內的靠近A′w一側的曲線的點的X坐標是否呈單調分布，若是，獲得曲線上的點C1，C2…Cm，若否，重新設定距離L2，重復步驟七；步驟八，擬合曲線B1Bm或C1Cm；步驟九，計算過點M′1，且斜率為k′q的直線，獲得所述直線與曲線B1Bm的交點A′L；計算過點M′n，且斜率為k′w的直線，獲得所述直線與曲線C1Cm的交點A′T；步驟十，將線段A′LA′T回轉角度α，獲得緣點坐標。下面，對上述方法做詳細描述。實施例1如圖2所示，為本專利技術葉輪葉片緣點的獲取方法的流程示意圖，如圖3所示，為已知的葉片型線及數據點示意圖。圖4為旋轉前后的葉片型線及數據點示意圖。(1)選定型線平面坐標系XY。(2)讀入葉片型線上各數據點，記這些平面數據點依次為A1、A2，…，并記A1的坐標為(XA1，YA1)，A2等點依次類推。(3)計算葉片內切圓，內切圓圓心即為中弧線上的點，記為M1，M2，…Mn，使用三次樣條曲線擬合M1，M2，…Mn,獲得中弧線M1Mn。(4)在葉片型線所有數據點中計算距離最長的兩個點，分別記為Aq和Aw；其中，計算方法為計算任意兩個數據點的距離，做C2n次運算(n為葉片型線點個數)，得到彼此距離最長的兩個點。以直線線段連接Aq和Aw獲得最長線段AqAw。(5)將葉片型線和中弧線M1Mn以坐標原點為圓心，旋轉α角度，記旋轉后的對應點為A′1,A′2，…，M′1,M′2，…，最長線段為A′qA′w。旋轉α角度后，線段A′qA′w呈水平狀態(與Y軸垂直)，同時計算得到旋轉后在M′1和M′n處的切線斜率k′q和k′w。記A′q的坐標為記A′w的坐標為將線段AqAw和旋轉α角度，使得旋轉后的線段A′qA′本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種葉輪葉片緣點的獲取方法，其特征在于：步驟一，建立平面坐標系；步驟二，讀取葉片平面型線的坐標數據；步驟三，獲取葉片平面型線的中弧線M1Mn；步驟四，獲取葉片平面型線中距離最遠的兩個點的坐標數據，獲得最長線段AqAw，該線段與X軸的夾角為α；步驟五，將所述中弧線M1Mn及所述葉片平面型線，以坐標原點為圓心，旋轉角度α，獲得線段M′1M′n及旋轉后的葉片平面型線，旋轉后最長線段為A′qA′w，計算中弧線M′1M′n兩端點處的切線斜率k′q和k′w；步驟六，設定距離L1，判斷落在內的靠近A′q一側的曲線的點的X坐標是否呈單調分布，若是，獲得曲線上的點B1，B2…Bm，若否，重新設定距離L1，重復步驟六；步驟七，設定距離L2，判斷落在內的靠近A′w一側的曲線的點的X坐標是否呈單調分布，若是，獲得曲線上的點C1，C2…Cm…B′m，若否，重新設定距離L2，重復步驟七；步驟八，擬合曲線B1Bm或C1Cm；步驟九，計算過點M′1，且斜率為k′q的直線，獲得所述直線與曲線B1Bm的交點A′L；計算過點M′n，且斜率為k′w的直線，獲得所述直線與曲線C1Cm的交點A′T；步驟十，將線段A′L?A′T回轉角度α，獲得緣點坐標。...

【技術特征摘要】
1.一種葉輪葉片緣點的獲取方法，其特征在于：
步驟一，建立平面坐標系；
步驟二，讀取葉片平面型線的坐標數據；
步驟三，獲取葉片平面型線的中弧線M1Mn；
步驟四，獲取葉片平面型線中距離最遠的兩個點的坐標數據，獲得最長線段AqAw，該線
段與X軸的夾角為α；
步驟五，將所述中弧線M1Mn及所述葉片平面型線，以坐標原點為圓心，旋轉角度α，獲
得線段M′1M′n及旋轉后的葉片平面型線，旋轉后最長線段為A′qA′w，計算中弧線M′1M′n兩端點
處的切線斜率k′q和k′w；
步驟六，設定距離L1，判斷落在內的靠近A′q一側的曲線的點的X坐標是否呈單
調分布，若是，獲得曲線上的點B1，B2…Bm，若否，重新設定距離L1，重復步驟六；
步驟七，設定距離L2，判斷落在內的靠近A′w一側的曲線的點的X坐標是否呈單
調分布，若是，獲得曲線上的點C1，C2...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐強，趙連會，高旭鵬，
申請(專利權)人：上海電氣集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31