翼型叶片精确参数化建模的研究及应用_艾子健.pdf

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1、36FLUIDMACHINEＲYVol.43，No．8，2015文章编号:1005－0329(2015)08－0036－05翼型叶片精确参数化建模的研究及应用1，2111艾子健，秦国良，陈雪飞，林静祥(1．西安交通大学，陕西西安710049;2．三明学院，福建三明365004)摘要:从理论上分析了抛物线、单圆弧和双圆弧型翼型中心线方程，推导并更正了双圆弧中心线翼型的前、后缘方向角的取值规律。阐述了翼型叶片截面的参数化建模方法，利用微分的思想，通过中心线分割点的弧长值求得了对应横坐标，从而获得了更加精确的翼型叶片上、下轮廓控制点坐标参数化计算方法。

2、在此基础上，开发了翼型叶片截面参数化绘图程序，实现了叶型截面的精确自动绘制。关键词:双圆弧;翼型叶片;叶型中心线;参数化建模中图分类号:TH43文献标志码:Adoi:10．3969/j．issn．1005－0329．2015．08．008ＲesearchandApplicationonAccurateParametricModelingofAerofoilBlade1，2111AIZi-jian，QINGuo-liang，CHENXue-fei，LINJing-xiang(1．SchoolofEnergyandPowerEngineering，X

3、i＇anJiaotongUniversity，Xi＇an710049，China;2．SanmingUniversity，Sanming365004，China)Abstract:Thecenterlineequationsofparabolic，singlearcanddoublecirculararcairfoilwereanalyzedtheoretically．Leadingedgedirectionangleandtrailingedgedirectionangelvaluelowofdoublecirculararcairfoilwa

4、sderivedandcorrected．Thepara-metricmodelingmethodofaerofoilbladesectionwasdescribed．Theabscissaofcenterlinesegmentationpointwasobtainedthrougharclengthbasedondifferentialidea，thusamoreaccurateparametriccalculationmethodofcontrolpointcoordinateswhichdeterminingthecontourofairf

5、oilbladewasobtained．Aparametricdrawingprogramofaerofoilbladesectionwhichcouldrealizethebladesectionautomaticdrawingaccuratelywasdevelopedbasedonthismethod．Keywords:doublecirculararc;aerofoilblade;airfoilcenterline;parametricmodeling1前言变量和复杂的方程能够准确地描述翼型形状，很好地满足翼型设计与优化的需求。但是，这些

6、参翼型叶片的建模是通风机、压缩机、汽轮机、数化方法主要面向翼型的参数化设计与优化，目水泵等透平机械设计与优化研究中的重要环节，的在于设计出性能更佳的翼型，不适合翼型的参翼型叶片的建模涉及众多叶片截面的绘制，而叶数化建模，因为翼型叶片的建模通常是选择形状片的截面由大量繁杂的尺寸及约束关系控制。采尺寸已确定的原始翼型，再结合气动设计结果用传统的建模方式不仅效率底、耗时长、误差大，(如半径、叶型弯曲角、叶型安装角、弦长、最大厚而且不利于翼型叶片参数的修改与调整。叶片的度、最大挠度处相对距离等参数)进行截面造型，参数化建模能够快速、准确地解决叶片建模问题

7、，最后得出叶片的三维模型。该参数化过程只需理并且能够轻而易举地实现参数的频繁调整，大弧清造型叶片的翼型截面与原始翼型截面轮廓线控提高透平机械研究工作的效率。制点之间的参数关系，无需用到各种复杂的控制翼型的参数化表达在翼型的优化设计中占有系数或设计变量。在翼型叶片的建模问题上，有［3～5］重要的地位，常用的翼型参数化方法有多项式拟研究人员已经实现了参数化造型，但在翼型合法、正交奇函数法、特征参数描述法、CST法叶片参数化过程中，对于双圆弧中心线翼型的前、［1，2］等。这些方法通过多个形状控制系数或设计后缘方向角的推荐值值得商榷，且参数化计算方收稿日

8、期:2014－12－18修稿日期:2015－02－152015年第43卷第8期流体机械37法的精度有待提高。其方程为:222本文将从理论