叶片气动外形设计系统及设计方法技术方案

本发明专利技术提供一种叶片气动外形设计系统及设计方法，叶片气动外形设计系统包括：数据载入模块和外形输出模块；数据载入模块用于读取输入文件，输入文件包括标准翼型坐标点云、标准翼型气动参数、叶片外形数据库、机械和电气损失曲线、翼型后缘厚度修正曲线和数据提取截面；若数据载入模块确定输入文件为已经定型的叶片外形方案，则传输输入文件至外形输出模块，外形输出模块生成叶片截面翼型、三维空间点云和下游应用程序的模型文件，通过外形输出模块直接生成叶片截面翼型、三维空间点云和下游应用程序的模型文件的方式，可有效提高叶片气动外形设计、扩展和输出效率。扩展和输出效率。扩展和输出效率。

【技术实现步骤摘要】
叶片气动外形设计系统及设计方法


[0001]本专利技术涉及叶片设计
，尤其涉及一种叶片气动外形设计系统及设计方法。

技术介绍

[0002]叶片气动外形设计需要大量的分析计算和重复性操作，通过程序开发优化设计方案，简化设计流程，有利于提高叶片的气动性能，节约时间成本。但是，在叶片3D外形的生成中，通常需要高阶精度的点云差值方法，同时配合相对厚度、后缘厚度修正来提高叶片外形的建模效率和精度，导致叶片外形输出效率相对较低。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种叶片气动外形设计系统及设计方法，用以解决现有技术中叶片外形输出效率低的缺陷。
[0004]本专利技术提供一种叶片气动外形设计系统，包括：数据载入模块和外形输出模块；
[0005]所述数据载入模块用于读取输入文件，所述输入文件包括标准翼型坐标点云、标准翼型气动参数、叶片外形数据库、机械和电气损失曲线、翼型后缘厚度修正曲线和数据提取截面；
[0006]若所述数据载入模块确定所述输入文件为已经定型的叶片外形方案，则传输所述输入文件至所述外形输出模块，所述外形输出模块生成叶片截面翼型、三维空间点云和下游应用程序的模型文件。
[0007]根据本专利技术提供的一种叶片气动外形设计系统，所述模型文件包括：Focus文件、CATIA文件和Bladed文件；
[0008]所述生成叶片截面翼型、三维空间点云和下游应用程序的模型文件，包括：
[0009]基于所述输入文件，对标准翼型、外形差值算法和修正算法进行定义，生成目标软件的执行脚本文件，并调用所述目标软件计算出叶片截面翼型；
[0010]基于所述叶片截面翼型和所述叶片外形数据库，通过格式化输出生成Focus文件；
[0011]基于所述叶片截面翼型和所述叶片外形数据库，确定叶片的三维空间点云，并通过格式化输出生成CATIA文件；
[0012]基于所述标准翼型气动参数和所述叶片外形数据库，通过格式化输出Bladed文件。
[0013]根据本专利技术提供的一种叶片气动外形设计系统，还包括外形扩展模块；
[0014]若所述数据载入模块确定所述输入文件为需扩展的外形设计方案，则传输所述输入文件至所述外形扩展模块，得到扩展后的外形设计方案，所述外形扩展模块将所述扩展后的外形设计方案作为所述已经定型的叶片外形方案传输至所述外形输出模块。
[0015]根据本专利技术提供的一种叶片气动外形设计系统，所述外形扩展模块用于接收所述数据载入模块传递的输入文件后，对所述需扩展的外形设计方案进行交互式调节和光顺处
理，并进行叶素动量理论求解后，输出最终扩展方案和扩展方案性能，作为所述扩展后的外形设计方案。
[0016]根据本专利技术提供的一种叶片气动外形设计系统，还包括外形设计模块；
[0017]若需要对叶片的气动外形进行初始设计，所述数据载入模块传输所述输入文件至所述外形设计模块，得到自动设计的外形方案后，所述外形设计模块将所述自动设计的外形方案传输至所述外形扩展模块。
[0018]根据本专利技术提供的一种叶片气动外形设计系统，所述外形设计模块用于接收所述数据载入模块传递的输入文件后，基于外形控制参数、设计算法参数和性能指标约束，确定外形生成算法，基于所述外形生成算法对所述初始气动外形设计方案进行自动化设计，得到初始外形设计方案。
[0019]根据本专利技术提供的一种叶片气动外形设计系统，还包括气动性能分析模块；
[0020]所述气动性能分析模块用于基于叶素动量理论求解器，输出叶片的基本运行参数、气动性能参数和稳态运行载荷。
[0021]根据本专利技术提供的一种叶片气动外形设计系统，还包括失速性能分析模块；
[0022]所述失速性能分析模块用于基于叶素动量理论求解器，输出叶片在不同来流风速下的运行攻角分布、雷诺数分布和环量分布。
[0023]根据本专利技术提供的一种叶片气动外形设计系统，还包括方案对比模块；
[0024]所述方案对比模块用于不同气动设计方案的图形化对比，并输出气动外形分布、基本运行参数、气动性能参数和稳态运行载荷参数。
[0025]本专利技术还提供一种叶片气动外形设计方法，包括：
[0026]读取输入文件，所述输入文件包括标准翼型坐标点云、标准翼型气动参数、叶片外形数据库、机械和电气损失曲线、翼型后缘厚度修正曲线和数据提取截面；
[0027]若确定所述输入文件为已经定型的叶片外形方案，则传输所述输入文件至外形输出模块，所述外形输出模块生成叶片截面翼型、三维空间点云和下游应用程序的模型文件。
[0028]本专利技术提供的一种叶片气动外形设计系统及设计方法，叶片气动外形设计系统包括：数据载入模块和外形输出模块；数据载入模块用于读取输入文件，输入文件包括标准翼型坐标点云、标准翼型气动参数、叶片外形数据库、机械和电气损失曲线、翼型后缘厚度修正曲线和数据提取截面；若数据载入模块确定输入文件为已经定型的叶片外形方案，则传输输入文件至外形输出模块，外形输出模块生成叶片截面翼型、三维空间点云和下游应用程序的模型文件，通过外形输出模块直接生成叶片截面翼型、三维空间点云和下游应用程序的模型文件，无需采用高阶精度的点云差值方法，有效地提高了叶片外形输出效率。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1是本专利技术提供的叶片气动外形设计系统的结构示意图；
[0031]图2是本专利技术实施例提供的外形输出模块的显示界面；
[0032]图3是本专利技术实施例提供的外形扩展模块的显示界面；
[0033]图4是本专利技术实施例提供的外形设计模块的显示界面；
[0034]图5是图4中的适应度显示界面；
[0035]图6是图4中的寻优算法显示界面；
[0036]图7是图4的优化结果显示界面；
[0037]图8是图4的随机结果显示界面；
[0038]图9是本专利技术实施例提供的气动性能分析模块的显示界面；
[0039]图10是本专利技术实施例提供的失速性能分析模块的显示界面；
[0040]图11是本专利技术实施例提供的方案对比模块的显示界面；
[0041]图12是本专利技术实施例提供的外形设计模块的显示界面；
[0042]图13是图12中的翼型参数面板的显示界面；
[0043]图14是图12中的整机参数面板的显示界面；
[0044]图15是图12中的求解器设置面板的显示界面；
[0045]图16是本专利技术实施例提供的气动外形设计系统的原理示意图。
具体实施方式
[0046]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种叶片气动外形设计系统，其特征在于，包括：数据载入模块和外形输出模块；所述数据载入模块用于读取输入文件，所述输入文件包括标准翼型坐标点云、标准翼型气动参数、叶片外形数据库、机械和电气损失曲线、翼型后缘厚度修正曲线和数据提取截面；若所述数据载入模块确定所述输入文件为已经定型的叶片外形方案，则传输所述输入文件至所述外形输出模块，所述外形输出模块生成叶片截面翼型、三维空间点云和下游应用程序的模型文件。2.根据权利要求1所述的叶片气动外形设计系统，其特征在于，所述模型文件包括：Focus文件、CATIA文件和Bladed文件；所述生成叶片截面翼型、三维空间点云和下游应用程序的模型文件，包括：基于所述输入文件，对标准翼型、外形差值算法和修正算法进行定义，生成目标软件的执行脚本文件，并调用所述目标软件计算出叶片截面翼型；基于所述叶片截面翼型和所述叶片外形数据库，通过格式化输出生成Focus文件；基于所述叶片截面翼型和所述叶片外形数据库，确定叶片的三维空间点云，并通过格式化输出生成CATIA文件；基于所述标准翼型气动参数和所述叶片外形数据库，通过格式化输出Bladed文件。3.根据权利要求1所述的叶片气动外形设计系统，其特征在于，还包括外形扩展模块；若所述数据载入模块确定所述输入文件为需扩展的外形设计方案，则传输所述输入文件至所述外形扩展模块，得到扩展后的外形设计方案，所述外形扩展模块将所述扩展后的外形设计方案作为所述已经定型的叶片外形方案传输至所述外形输出模块。4.根据权利要求3所述的叶片气动外形设计系统，其特征在于，所述外形扩展模块用于接收所述数据载入模块传递的输入文件后，对所述需扩展的外形设计方案进行交互式调节和光顺处理，并进行叶素动量理论求解后，输出最终扩展方案和扩展方案性能，作为所述扩展后的外形设计方案。5.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：应锐，高猛，梁湿，
申请(专利权)人：三一重能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：