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申请/专利权人：西安交通大学

摘要：本发明公开了一种半开式离心叶轮参数化造型生成方法及网格拓扑方法，参数化造型生成方法以初始主叶片中性面形状数据、叶片厚度分布数据、叶片数、前缘叶顶间隙值及尾缘叶顶间隙值为输入，通过具体的参数化方法，生成自由曲面叶片和具有自由曲面造型的非轴对称轮盘面，将生成的所有曲面组成几何实体，生成封闭计算域。使用主叶片中性面叶根线延长线作为轮盘线，旋转轮盘线生成初始轮盘面，对初始轮盘面分割重构后，生成非轴对称轮盘面，能够适应离心叶轮内部非均匀流动。网格拓扑方法与造型生成方法相匹配，确定新型叶轮的造型设计后，由网格划分软件完成结构化网格划分，节省大量人力成本，能够应用于需要进行大量样本计算的气动设计工作中。

主权项：1.一种半开式离心叶轮参数化造型生成方法，其特征在于，包括以下步骤：获取初始主叶片中性面形状数据、叶片厚度分布数据、叶片数、前缘叶顶间隙值和尾缘叶顶间隙值；提取初始主叶片中性面形状数据进行参数化曲面重构，得到叶片轮廓造型，结合给定的凹凸控制参数，得到主叶片凹凸造型，生成主叶片中性面，主叶片中性面结合叶片厚度分布数据生成主叶片；以主叶片中性面叶根线的延长线作为轮盘线，旋转轮盘线生成初始轮盘面，对初始轮盘面进行分割重构后，生成非轴对称轮盘面；由主叶片中性面、前缘叶顶间隙值和尾缘叶顶间隙值生成轮盖线，通过轮盖线生成轮盖面；通过提取主叶片中性面边缘曲线，经过曲线保形变换后，分别得到周期性交界面；提取周期性交界面的边缘曲线，将边缘曲线分别旋转后得到进口面和出口面；将生成的主叶片、非轴对称轮盘面、轮盖面、进口面、出口面以及周期性交界面在边缘处连接，得到封闭的几何实体，生成参数化计算域；所述非轴对称轮盘面的生成具体通过以下步骤：提取主叶片中性面中的叶根线，以直线形式延长叶根线的两端，并使得斜率连续，以延长后的叶根线作为轮盘线；以轮盘线为母线，围绕叶轮旋转轴扫掠，生成初始轮盘面；对初始轮盘面进行分割，分别生成形状控制面和叶片连接面；对形状控制面进行曲面重构，结合给定的形状控制参数，生成非轴对称轮盘面；所述周期性交界面包括前缘周期性交界面、尾缘周期性交界面和叶顶间隙周期性交界面；所述前缘周期性交界面通过提取主叶片中性面前缘线lAB、计算域叶顶线前缘端点C和计算域叶根线前缘端点D，在计算域叶顶线上截取曲线lAC，在计算域叶根线上截取曲线lBD，对前缘线lAB进行保形变换，得到曲线lCD，以前缘线lAB、曲线lCD、lBD和lAC为边缘曲线生成第一前缘周期性交界面，将第一前缘周期性交界面绕z轴旋转2πN弧度得到第二前缘周期性交界面；所述尾缘周期性交界面通过提取主叶片中性面尾缘线lAB、计算域叶顶线尾缘端点C和计算域叶根线尾缘端点D，在计算域叶顶线上截取曲线lAC，在计算域叶根线上截取曲线lBD，对尾缘线lAB进行保形变换，得到曲线lCD，以尾缘线lAB、曲线lCD、lBD和lAC为边缘曲线生成第一尾缘周期性交界面，将第一尾缘周期性交界面绕z轴旋转2πN弧度得到第二尾缘周期性交界面；所述叶顶间隙周期性交界面通过提取计算域叶顶线lAB和计算域轮盖线lCD以直线连接点AC和点BD，得到lAC和lBD，以计算域叶顶线lAB、计算域轮盖线lCD、曲线lAC和lBD为边缘曲线生成第一叶顶间隙周期性交界面，将第一叶顶间隙周期性交界面绕z轴旋转2πN弧度得到第二叶顶间隙周期性交界面；所述进口面的生成是通过分别提取前缘周期性交界面和叶顶间隙周期性交界面的边缘曲线，然后将边缘曲线分别绕z轴旋转2πN弧度后，得到进口面；所述出口面的生成是通过分别提取尾缘周期性交界面和叶顶间隙周期性交界面的边缘曲线，然后将边缘曲线分别绕z轴旋转2πN弧度后，得到出口面。

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