本發(fā)明涉及家用空調(diào)貫流風(fēng)機(jī)葉片優(yōu)化，特別涉及一種基于三維逆向提取的貫流風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)化建模方法。

背景技術(shù)：

1、家用空調(diào)中常用貫流風(fēng)機(jī)，其特點(diǎn)在于軸向長度不設(shè)限制、出風(fēng)均勻且風(fēng)量穩(wěn)定等特點(diǎn)。針對貫流風(fēng)機(jī)的性能考核，葉片選型是關(guān)鍵因素之一，但貫流風(fēng)機(jī)葉片的幾何提取與優(yōu)化研究十分欠缺。

2、貫流風(fēng)機(jī)葉片通常具有復(fù)雜的三維曲面，葉片截面可能在不同位置上有所變化，如何準(zhǔn)確提取葉片的幾何參數(shù)是制約家用空調(diào)貫流風(fēng)機(jī)葉片優(yōu)化技術(shù)發(fā)展的瓶頸。傳統(tǒng)的葉片參數(shù)化方法存在兩點(diǎn)不合理之處：首先，傳統(tǒng)的葉片參數(shù)化方法是基于二維平面提取葉片的幾何參數(shù)，而實(shí)際上葉片在三維平面上，厚度側(cè)不同葉片截面等的曲率半徑弦長等幾何參數(shù)不同，傳統(tǒng)的葉片參數(shù)化方法無法考慮到該點(diǎn)，不符合實(shí)際。其次，利用傳統(tǒng)的葉片參數(shù)化方法進(jìn)行葉片優(yōu)化工作時(shí)，其操作繁瑣且難度較大，影響貫流風(fēng)機(jī)葉片氣動(dòng)性能優(yōu)化的效率。

3、背景技術(shù)部分中公開的上述信息僅僅用于增強(qiáng)對本發(fā)明背景的理解，因此可能包含不構(gòu)成本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種基于三維逆向提取的貫流風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)化建模方法，利用三維逆向提取方法可以準(zhǔn)確且高效的提取葉片三維模型參數(shù)信息，大幅減少葉片分析的工作量；通過三維參數(shù)化建模方法，優(yōu)化三維葉片設(shè)計(jì)，從而更科學(xué)的改善貫流風(fēng)機(jī)葉片的氣動(dòng)性能。

2、一種基于三維逆向提取的貫流風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)化建模方法包括：

3、步驟一，固定貫流風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸為三維坐標(biāo)系下的全局z軸；

4、步驟二，取貫流風(fēng)機(jī)任意截?cái)嗟膯蝹€(gè)葉片，將葉片輪轂及輪罩處葉片吸力面型線沿所述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)得到兩個(gè)環(huán)形面，將兩個(gè)環(huán)形面分別沿yz面和zx面切割為四個(gè)區(qū)域，保留xy正半軸部分截面，將保留的xy正半軸部分截面垂直于全局zx面，提取正對的線作為子午面輪轂線及子午面輪罩線；

5、步驟三，在單獨(dú)的zx平面創(chuàng)建子午面二維草圖，在子午面二維草圖中定義流道輪廓，流道輪廓包括子午面輪轂線及子午面輪罩線、入口和出口，其在子午面二維草圖形成閉合回路構(gòu)建單流道；

6、步驟四，通過貝塞爾曲線?作為葉片輪廓的堆疊線，以生成葉片輪轂和輪罩截面處壓力面和吸力面型線，其中，p(t)是參數(shù)化貝塞爾曲線任意點(diǎn)的坐標(biāo)；n作為參數(shù)化貝塞爾曲線的階次；i為當(dāng)前階次，i=0，1，2，.?.?.?；pi為各頂點(diǎn)位置向量；bi,n(t)為伯恩斯坦基函數(shù)，；t為曲線參數(shù)變量，;

7、步驟五，基于葉片輪轂和輪罩截面處壓力面和吸力面型線，通過三維建模軟件構(gòu)建葉片三維模型，生成輪轂，輪軸處葉片沿流線方向的角度與厚度分布參數(shù)。

8、所述的一種基于三維逆向提取的貫流風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)化建模方法中，步驟二，子午面二維草圖通過調(diào)整股線角度分布與掃描圖保持一致。

9、所述的一種基于三維逆向提取的貫流風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)化建模方法中，步驟三中，所述入口以及出口是將所述子午面輪轂線及子午面輪罩線兩端點(diǎn)分別延長一定距離，再將上下兩端終點(diǎn)連接補(bǔ)充進(jìn)出口管段以形成閉合回路。

10、所述的一種基于三維逆向提取的貫流風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)化建模方法中，步驟三中，所述入口，出口分別是沿貫流風(fēng)機(jī)葉片的前緣、后緣延長，使氣流從入口進(jìn)入，經(jīng)過葉片前緣及后緣最后從出口流出。

11、所述的一種基于三維逆向提取的貫流風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)化建模方法中，步驟四中，所述貝塞爾曲線描述葉片形狀中，在葉片前緣，后緣的輪轂，輪罩處采用橢圓曲率為1的線來描述。

12、所述的一種基于三維逆向提取的貫流風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)化建模方法中，步驟五中，三維建模軟件為bladeeditor軟件。

13、所述的一種基于三維逆向提取的貫流風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)化建模方法中，入口，出口，輪轂，輪罩，前緣，后緣所形成的子午面在同一個(gè)草圖平面。

14、所述的一種基于三維逆向提取的貫流風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)化建模方法中，步驟五中，利用遺傳算法尋優(yōu)過程中通過改變?nèi)齻€(gè)沖突目標(biāo)參數(shù)的權(quán)重因子得到帕累托最優(yōu)前沿。

15、所述的一種基于三維逆向提取的貫流風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)化建模方法中，用5階貝塞爾曲線擬合6個(gè)控制點(diǎn)用以描述葉片子午流道輪罩型線變化。

16、所述的一種基于三維逆向提取的貫流風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)化建模方法中，貫流風(fēng)機(jī)葉片設(shè)于空調(diào)中。

17、和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明利用三維逆向提取方法可以準(zhǔn)確且高效的提取葉片三維模型參數(shù)信息，在考慮實(shí)際三維葉片的同時(shí)，大幅減少葉片分析的工作量；本公開利用三維參數(shù)化建模方法，優(yōu)化三維葉片設(shè)計(jì)，從而更科學(xué)的改善貫流風(fēng)機(jī)葉片的氣動(dòng)性能。

技術(shù)特征：

1.一種基于三維逆向提取的貫流風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)化建模方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于三維逆向提取的貫流風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)化建模方法，其特征在于，步驟二，子午面二維草圖通過調(diào)整股線角度分布與掃描圖保持一致。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于三維逆向提取的貫流風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)化建模方法，其特征在于，步驟三中，所述入口以及出口是將所述子午面輪轂線及子午面輪罩線兩端點(diǎn)分別延長一定距離，再將上下兩端終點(diǎn)連接補(bǔ)充進(jìn)出口管段以形成閉合回路。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于三維逆向提取的貫流風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)化建模方法，其特征在于，步驟三中，所述入口，出口分別是沿貫流風(fēng)機(jī)葉片的前緣、后緣延長，使氣流從入口進(jìn)入，經(jīng)過葉片前緣及后緣最后從出口流出。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于三維逆向提取的貫流風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)化建模方法，其特征在于，步驟四中，所述貝塞爾曲線描述葉片形狀中，在葉片前緣，后緣的輪轂，輪罩處采用橢圓曲率為1的線來描述。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于三維逆向提取的貫流風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)化建模方法，其特征在于，步驟五中，三維建模軟件為bladeeditor軟件。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于三維逆向提取的貫流風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)化建模方法，其特征在于，入口，出口，輪轂，輪罩，前緣，后緣所形成的子午面在同一個(gè)草圖平面。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于三維逆向提取的貫流風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)化建模方法，其特征在于，步驟五中，利用遺傳算法尋優(yōu)過程中通過改變?nèi)齻€(gè)沖突目標(biāo)參數(shù)的權(quán)重因子得到帕累托最優(yōu)前沿。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于三維逆向提取的貫流風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)化建模方法，其特征在于，用5階貝塞爾曲線擬合6個(gè)控制點(diǎn)用以描述葉片子午流道輪罩型線變化。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于三維逆向提取的貫流風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)化建模方法，其特征在于，貫流風(fēng)機(jī)葉片設(shè)于空調(diào)中。

技術(shù)總結(jié)
本公開揭示了一種基于三維逆向提取的貫流風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)化建模方法，該方法中，固定貫流風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸為三維坐標(biāo)系下的全局Z軸；取貫流風(fēng)機(jī)任意截?cái)嗟膯蝹€(gè)葉片，將葉片輪轂及輪罩處葉片吸力面型線沿旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)得到兩個(gè)環(huán)形面，提取正對的線作為子午面輪轂線及子午面輪罩線；在子午面二維草圖中定義流道輪廓，流道輪廓包括子午面輪轂線及子午面輪罩線、入口和出口，其在子午面二維草圖形成閉合回路構(gòu)建單流道；通過貝塞爾曲線作為葉片輪廓的堆疊線，以生成葉片輪轂和輪罩截面處壓力面和吸力面型線，基于葉片輪轂和輪罩截面處壓力面和吸力面型線，通過三維建模軟件構(gòu)建葉片三維模型，生成輪轂，輪罩處葉片沿流線方向的角度與厚度分布參數(shù)。

技術(shù)研發(fā)人員：屈治國,楊宇清,王學(xué)亮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安交通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2