一种叶轮水力逆向设计方法技术

一种叶轮水力逆向设计方法，其特征在于：第一步确定设计参数，设计参数如下：流量Q=30m3/hs，扬程H=6m，转速n=2850r/min，效率η=45.6%；第二步：3D扫描以及曲面造型；第三步：叶轮流线提取及面重构；第四步：CAD叶轮水力图还原及修正；第五步：叶轮三维重造型；第六步：CFD分析以及快速成型或快速模，当CFD分析不合格时，回到第四步；第七步：当CFD分析以及快速成型或快速模都合格时，进入性能测试对比。本发明专利技术的能够通过逆向设计的方法，能够最大程度上节约产品构思时间，在原有产品参照下，能够降低不可预见性，且在试验的时间和频率上可以适当减少，降低成本。

【技术实现步骤摘要】
一种叶轮水力逆向设计方法
本专利技术涉及一种叶轮水力逆向设计方法。
技术介绍
叶轮水力正向设计是一个“从无到有”的过程，需要预先进行水力计算和对比性分析，这往往需要灵感和禛密思考的时间，极度耗费时间。叶轮水力正向设计具有一定的局限性和不可预见性，即使是经验丰富的设计师，按正交试验法设计，也带有一定的经验性，无法确保能够实现预想效果。叶轮水力正向设计出来的叶轮水力一般都是多种方案，需要经过多次实验测试，不仅时间周期长，而且极度浪费人力物力，设计成本较高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种叶轮水力逆向设计方法，它能够通过逆向设计的方法，能够最大程度上节约产品构思时间，在原有产品参照下，能够降低不可预见性，且在试验的时间和频率上可以适当减少，降低成本。本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案为：本专利技术公开一种叶轮水力逆向设计方法，其特征在于：第一步确定设计参数，设计参数如下：流量Q=30m3/hs扬程H=6m转速n=2850r/min效率η=45.6%；第二步：3D扫描以及曲面造型；第三步：叶轮流线提取及面重构；第四步：CAD叶轮水力图还原及修正；第五步：叶轮三维重造型；第六步：CFD分析以及快速成型或快速模，当CFD分析不合格时，回到第四步；第七步：当CFD分析以及快速成型或快速模都合格时，进入性能测试对比；第八步：若是CFD分析经过性能测试对比不合格，重新回到第四步；若是快速成型或快速模经过性能测试对比不合格，重新回到第四步；第九步：若是CFD分析以及快速成型或快速模经过性能测试对比合格，便可生产产品或制造模具。所述3D扫描以及曲面造型的流程分为三步：首先进行测点，接着连线，最后构面。所述叶轮流线提取及面重构的流程为：首先去除叶轮的前盖板，接着抽面，最后抽线。所述抽线流程分为九步：第一步，叶轮进出口边流线按曲面上的线来抽；第二步，按10°的等分法画等角度线；第三步，拉伸等角度和抽取面相交；第四步，通过相交曲线抽取其他流线；第五步，画等高面，等高面的间距可以根据经验来选；第六步，抽点，通过绘制点来画，其点是等高线和流线交点；第七步，将上述所得数据进行计算，以进口边流线为例：第八步，流线导入CAD；第九步，重复第一步至第八步的步骤对叶片抽背面流线。所述叶轮三维重造型分为以下步骤：首先将水力图上的坐标导入EXCEL；接着将坐标导入Dat文件；然后将上步骤中所得的曲线通过样条命令倒入UG，用通过曲线组把样条连成片体，通过缝合命令那6个片体缝合成体，叶片三维完成，再把前后盖板曲线旋转，得以造型完成：最后将新的叶轮和原扫描叶轮重合，若重合率在90%以上则可行，否则要重新调节水力图。本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，采用本专利技术方法的叶轮水力逆向设计方法是以已有实物为参照物，比较直观，在此基础上进行复制和改进设计，可以节省很多的产品构思时间，而逆向设计是在已有成熟产品上进行改进设计，能够降低不可预见性，风险会小很多，设计出来的叶轮水力也会更成熟、可靠，且逆向设计的叶轮水力是在原有产品上进行改进的，性能相对比较可靠，在试验的时间和频率上可以适当减少，从而降低成本，更能保证叶轮水力性能的传承性更好。附图说明图1是本专利技术叶轮水力逆向设计方法的流程示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：请参阅图1，本专利技术提供一种叶轮水力逆向设计方法，其特征在于：第一步确定设计参数，设计参数如下：流量Q=30m3/hs扬程H=6m转速n=2850r/min效率η=45.6%；第二步：3D扫描以及曲面造型；第三步：叶轮流线提取及面重构；第四步：CAD叶轮水力图还原及修正，对抽出来的流线用圆弧进行修正，同时保证轴面和平面投影图的流线光滑；第五步：叶轮三维重造型；第六步：CFD分析以及快速成型或快速模，当CFD分析不合格时，回到第四步；第七步：当CFD分析以及快速成型或快速模都合格时，进入性能测试对比；第八步：若是CFD分析经过性能测试对比不合格，重新回到第四步；若是快速成型或快速模经过性能测试对比不合格，重新回到第四步；第九步：若是CFD分析以及快速成型或快速模经过性能测试对比合格，便可生产产品或制造模具。所述3D扫描以及曲面造型的流程分为三步：首先进行测点，接着连线，最后构面；测点：测点的原则是曲率变化大的地方点要密集，平滑的地方可以稀一点，同事要注意分型线、轮廓线；连线：连线可以通过图层管理、先圆角后尖角、用曲率梳查看样条连线曲率等手段来完成，连线误差控制在0.5mm以下；构面：构面的方法有通过曲线网格、扫掠、直纹、通过曲线组，从点云等，曲线的扫掠面要曲率相等才能少折痕，曲面误差控制在1mm以下，构面要抓住样件的特征，该圆角的地方要圆角，该尖角的地方要轮廓分明；构面多用抽面、偏置曲线、布尔运算、修建体、桥接、替换面、缝合、加厚等命令，尽量不要出现褶皱。所述叶轮流线提取及面重构的流程为：首先去除叶轮的前盖板，在去前盖板时，去掉前盖板后的轴面投影图可以按新的安装尺寸图绘制，重新用F-L曲线检查，也可用测绘的轴面投影图，接着抽面，最后抽线。所述抽线流程分为九步：第一步，叶轮进出口边流线按曲面上的线来抽；第二步，按10°的等分法画等角度线；第三步，拉伸等角度和抽取面相交；第四步，通过相交曲线抽取其他流线；第五步，画等高面，等高面的间距可以根据经验来选，这次按3mm.；第六步，抽点，通过绘制点来画，其点是等高线和流线交点；第七步，将上述所得数据进行计算，以进口边流线为例：第八步，流线导入CAD；第九步，重复第一步至第八步的步骤对叶片抽背面流线。所述叶轮三维重造型分为以下步骤：首先将水力图上的坐标导入EXCEL；接着将坐标导入Dat文件；然后将上步骤中所得的曲线通过样条命令倒入UG，用通过曲线组把样条连成片体，通过缝合命令那6个片体缝合成体，叶片三维完成，再把前后盖板曲线旋转，得以造型完成：最后将新的叶轮和原扫描叶轮重合，若重合率在90%以上则可行，否则要重新调节水力图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种叶轮水力逆向设计方法，其特征在于：第一步确定设计参数，设计参数如下：流量Q = 30m3/hs扬程H =6m转速n = 2850r/min效率η= 45.6%；第二步：3D扫描以及曲面造型；第三步：叶轮流线提取及面重构；第四步：CAD叶轮水力图还原及修正；第五步：叶轮三维重造型；第六步：CFD分析以及快速成型或快速模，当CFD分析不合格时，回到第四步；第七步：当CFD分析以及快速成型或快速模都合格时，进入性能测试对比；第八步：若是CFD分析经过性能测试对比不合格，重新回到第四步；若是快速成型或快速模经过性能测试对比不合格，重新回到第四步；第九步：若是CFD分析以及快速成型或快速模经过性能测试对比合格，便可生产产品或制造模具。

【技术特征摘要】
1.一种叶轮水力逆向设计方法，其特征在于：第一步确定设计参数，设计参数如下：流量Q=30m3/hs扬程H=6m转速n=2850r/min效率η=45.6%；第二步：3D扫描以及曲面造型；第三步：叶轮流线提取及面重构；第四步：CAD叶轮水力图还原及修正；第五步：叶轮三维重造型；第六步：CFD分析以及快速成型或快速模，当CFD分析不合格时，回到第四步；第七步：当CFD分析以及快速成型或快速模都合格时，进入性能测试对比；第八步：若是CFD分析经过性能测试对比不合格，重新回到第四步；若是快速成型或快速模经过性能测试对比不合格，重新回到第四步；第九步：若是CFD分析以及快速成型或快速模经过性能测试对比合格，便可生产产品或制造模具。2.根据权利要求1所述的一种叶轮水力逆向设计方法，其特征在于：所述3D扫描以及曲面造型的流程分为三步：首先进行测点，接着连线，最后构面。3.根据权利要求1所述的一种叶轮水力逆向设计方法，其特征在于：所述叶轮流线提取及面重构的流程为：首先去除叶轮的...

【专利技术属性】
技术研发人员：金军华，
申请(专利权)人：青蛙泵业有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33