(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111653491.6 (22)申请日 2021.12.3 0 (71)申请人 段鹏浩 地址 816400 青海省海西蒙古族藏族自治 州茫崖行政委员会花土沟镇东一村14 号楼1单元1楼1号 (72)发明人 段鹏浩　韩闯　 (74)专利代理 机构 苏州智品专利代理事务所 (普通合伙) 32345 代理人 李妹明 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 叶片参数化设计方法 (57)摘要 本发明公开了一种叶片参数化设计方法， 涉 及叶片设计领域， 包括步骤一， 沿着径向方向再 每一层生成2D叶片轮廓， 所述2D叶片轮廓通过 11 个参数法确定叶片上的五个点； 步骤二， 将2D轮 廓转换为3D并沿着堆叠线生成3D叶片， 首先， 径 向平衡条件用于确定叶片从叶根到叶尖的不同 径向界面处叶片进出口的金属角度， 其次， 用3D 贝塞尔曲线作为叶轮廓的堆叠线， 以生成可能的 前倾和后掠。 该叶片参数化设计方法能够高效地 生成光滑的叶片造型。 权利要求书2页 说明书4页 附图3页 CN 114282324 A 2022.04.05 CN 114282324 A 1.一种叶片参数化设计方法， 其特 征在于： 包括 步骤一， 沿着径向方向再每一层生成2D叶片轮廓， 所述2D叶片轮廓通过11个参数法确 定叶片上的五个点； 步骤二， 将2D轮廓转换为3D并沿着堆叠线生成3D叶片， 首先， 径向平衡条件用于确定叶 片从叶根到叶尖的不同径向界面处叶片进出口的金属角度， 其次， 用3D贝塞尔曲线作为叶 轮廓的堆叠线， 以生成可能的前倾和后掠 。 2.根据权利要求1所述的叶片参数化设计方法， 其特征在于： 步骤一中的11个参数包括 轴向弦长Cax、 节距p、 交错角 αstagger、 喉部t、 无导向转向δunguided、 叶片前缘半径rLE、 后缘半径 rTE、 前缘楔角 εLE、 后缘楔角 εTE、 前缘金属角 βLE、 后缘金属角 βTE。 3.根据权利要求1所述的叶片参数化设计方法， 其特征在于： 所述步骤二中的径向平衡 条件的径向平衡方程(SRE)为： 其中， r是半径， uax和uθ分别是轴向流动速度和周向速度； 径向平衡方程表明， 在相同的轴向位置， 一旦定义了轴向速度的径向变化uax， 则可以相 应的计算出周向速度的uθ相应变化， 轴向速度uax沿径向设置为常数， 且假设为自由涡设计。 4.根据权利要求3所述的叶片参数化设计方法， 其特征在于： 所述径向平衡方程由热力 学第一定律方程、 吉布斯方程和离心力平衡方程联合推导出来的， 热力学第一定律方程： dh＝de+Pdv+vdP 吉布斯方程 为： Tds＝de+Pdv 离心力平衡方程 为： 其中h是流动焓； e是流动内能； P是压力； v是比容， s是熵， d代表全微分运算； T代表温 度； ρ 代表温度； uθ代表周向速度。 5.根据权利要求3所述的叶片 参数化设计方法， 其特征在于： duax/dr等于0， 基于径向平 衡方程， d(r  uθ)＝0,表明r  uθ沿径向为恒定值， 轴向和周向速度沿径向的变化， 即uax(r)和 uθ(r)可以通过中跨的轴向uax,m和周向速度uθ,m通过下述两个公 式计算得到， 其中， rm是中跨 半径， uax(r)＝uax,m 随着轴向速度沿径向变化uax(r)， 周向速度沿径向变化uθ(r)， 以及已定义的叶片旋转 速度， 可以推 导出静子的绝对气流角分布αr和转子的相对气流角分布βr， 它们也是静子和转 子的金属角。 6.根据权利要求5所述的叶片参数化设计方法， 其特征在于： 所述叶片的金属角沿径向 变化应用于叶片轮廓上 的所有点， 所述金属角的径向分布仅在前缘和尾缘采用， 前缘金属 角βLE和尾缘金属角βTE是上述叶片轮廓设计变量， 可以应用径项平衡方程来推导出沿着跨 度的角度径向变化βLE(r)和βTE(r)。 7.根据权利要求1所述的叶片参数化设计方法， 其特征在于： 所述堆叠线由具有4个控权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114282324 A 2制点： A、 B、 C和D的非均匀有理基样条生成， 第一个控制点A是轮毂处 叶片轮廓的驻点， 坐标 原点在A点沿径向延伸的半跨度出。 8.根据权利要求7所述的叶片参数化设计方法， 其特征在于： 后掠角αx通过下述公式计 算得到： 9.根据权利要求7所述的叶片参数化设计方法， 其特征在于： 所述叶片的扭曲可以通过 围绕定义的旋转中心旋转制定的2D叶片轮廓来获得， 锥度δtaper通过将叶片轮廓缩小/扩大 到一定的锥度长度得到， 锥度δtaper通过锥角αtaper和锥形截面与中跨之间的半径差通过下 述公式计算得到： δtaper＝Δrtanαtaper。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114282324 A 3