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文檔簡介
NUMECAFINE/Design3D2.1培訓教程三維葉片造型AutoBlade尤邁克(北京)流體工程技術有限公司版權所有NUMECAFINE/Design3D2.1尤邁克(北京確定葉輪形狀的因素子午通道位置+葉片形狀+葉片積疊規律+葉片安裝位置可精確定義一葉輪形狀通過端壁形狀可確定子午通道形狀通過中弧線、厚度分布或者壓力面吸力面控制點可定義葉片截面形狀,結合積疊規律及安裝位置可確定唯一三維葉片1確定葉輪形狀的因素子午通道位置+葉片形狀+葉片積疊規律+葉片AutoBlade葉片造型步驟用戶界面(GUI)流面定義端壁型線控制積疊規律葉片定義葉片填充及切割幾何分析葉型輸出建立/打開項目總體參數定義切換、退出界面等菜單管理端壁型線類型(BEZIER/C-SPLINE,Composite…)控制點數目、控制點坐標(控制變量值)子午通道形狀(柱狀、錐狀、離心…)造型截面數目及位置插值截面數目(位置)三維積疊規律控制(型心/前緣/后緣/最大厚度)彎掠規律控制葉片壓力面吸力面定義中弧線+厚度分布中弧線+型線控制點葉片后緣填充處理葉片切割處理厚度/曲率/角度/喉口面積/弦長/安裝角/端壁型線/通道形狀……geomturbo專用文件格式Par參數化文件格式Iges通用CAD接口格式2AutoBlade葉片造型步驟用戶界面(GUI)流面定義端壁用戶界面1234561葉片幾何模型定義工具欄2操作菜單3快捷工具欄4視圖區域5視圖模式快捷工具欄6文本輸入欄3用戶界面1234561葉片幾何模型定義工具欄2操作菜單3快捷用戶界面-按鈕等同與FileNew功能,新建工程項目等同與FileOpen功能,打開已有項目幾何形狀等同與FileSave功能,保存當前幾何項目等同與EditUndo功能,取消上次操作等同與EditRedo功能,恢復上次操作等同與GeometryImport功能,參數化葉型或拓撲結構導入等同與GeometryParemeterList功能,顯示所有造型幾何參數等同與GeometryShowmessage功能,查看提示信息等同與ViewBlade-2-Blade功能,進行B-2-B顯示等同與ViewSweepLaw功能,前后掠規律顯示等同與ViewLeanLaw功能,彎曲規律顯示等同與View3DModel功能,三維葉片顯示壓力面/吸力面控制點顯示切換主葉片/分流葉片切換葉片截面切換4用戶界面-按鈕等同與FileNew功能,新建工程項目等同與用戶界面-按鈕顯示/隱藏折入式菜單等同于GeometryEndwalls功能,激活端壁類型定義窗口等同于GeometryStreamSurfaces功能,激活流面定義窗口等同于GeometryStackingLaws功能,激活積疊規律定義窗口等同于GeometryMainBlade功能,激活主葉片定義窗口等同于GeometrySplitterBlade功能,激活分流葉片定義窗口等同于GeometryEffects功能,激活葉片特殊處理效果窗口(填充/切割)等同于GeometryOptionalQuantities功能,激活可選參數顯示窗口等同于GeometryGeometryAnalysis功能,激活幾何分析窗口*注:以上的按鈕所對應的窗口絕大多數僅僅是類型或者結構的定義,而不設計控制參數及幾何參數的具體數值、絕大多數的數值都是在Parameterlists所對應的窗口中或者通過鼠標控制/文本況輸入的方式來給定的。5用戶界面-按鈕顯示/隱藏折入式菜單等同于GeometryStep1.進入AutoBlade主界面由始程序NUMECA_SoftwareFINE62_1FINE氣動FINE主界面2.點擊“Cancel”按鈕取消彈出式菜單。23.通過ModulesAutoBlade切換至AutoBlade主界面6Step1.進入AutoBlade主界面由始程序NStep2.項目管理*1.新建工程項目或者打開已經存在的工程文件(.par)*2.調入幾何模板或者打開已存在的參數化文件(.par)2.12.2*注意事項1.進入AutoBlade后,如果打開一個已經存在的參數化葉型(比如先前用AutoBlade生成的葉型),則無需再進行第二步操作。但必須保證將要設計的葉輪形狀與打開的幾何葉型具有相同的結構(都是軸流或離心類型,否則將會給后續設計帶來不必要的麻煩)2.如果將要設計的葉輪不是以已經存在的某par項目作為基礎進行設計,則必須定值該葉輪的類型(軸流?離心?…),必須保證所選取的模板類型與將進行設計的葉輪類型相同,否則將會給后續設計帶來不必要的困難甚至無法生成。3.AutoBlade提供五種模板:AxialCompressor/AxialTurbine/CentrifugalCompressor/CentrifugalCompressorWithSplitter/RadialDiffuser這五種模板幾乎可以囊括所有的旋轉機械類型,例如離心泵/向心透平/混流式結構/回轉彎道等都可以采用CentrifugalCompressor或者CentrifugalCompressorWithSplitter的模板來進行生成7Step2.項目管理*1.新建工程項目或者打開已經存在Step3.端壁定義1.按照Step2中第二步打開某一模板打開模板之后的默認幾何形狀及視圖2.點擊“EndWalls”按鈕,激活端壁控制線類型設定窗口8Step3.端壁定義1.按照Step2中第二步打開某Step3.端壁定義(2)端壁型線類型種類及說明1.BezierCurve(4ControlPoints):三階BEZIER曲線,通過八個參數控制點以及兩個角度確定一條型線。參數為(Z1,R1),(Z2,R2),L1,L2,1,2。其中(Z1,R1)(Z2,R2)為端點,L1,L2分別為到第一個端點和第二個端點的長度,1為Bezier曲線前端角度,2為Bezier曲線后端角度。該曲線三階光順。2.Beziercurve(nControlPoints):高階Bezier曲線。通過n×2個參數來控制,控制點分別為各個點的Z、R坐標;用戶可以定制控制點數目(界面中“Numberofcontrolpoints”。曲線n階光順。*曲線不過控制點(端點除外)3.Cubic-BSpline(ncontrolpoints):三次B樣條曲線,由n×2個參數來控制,控制點分別為各個點的Z、R坐標,用戶可定制控制點數目(界面中“Numberofcontrolpoints”),曲線三階光順。*曲線通過控制點4.CompositeLine-Bezier-Line:復合線形,由直線+Bezier曲線+直線組成,用戶可以添加中間控制點。共10+n×2個控制參數參數,其中n為用戶添加的內部控制點數目9Step3.端壁定義(2)端壁型線類型種類及說明1.BStep3.端壁定義(3)5.UserDefined(用戶自定義型線)用戶可以通過導入數據文件來定義端壁形狀數據文件格式:n(離散點個數)5Z1R10.00.15Z2R20.050.15Z3R30.10.14……….…………..ZnRn0.20.13
*注:在導入數據選項中,用戶可以選擇控制點的連接類型interpolationtype:polylineorcubicspline,分別對應折線控制和三次樣條控制。文件調入后,用戶仍然可以對控制點進行調整(數值或者鼠標控制)。控制過程中,控制點的變化按照用戶定義的連接方式進行曲線控制。6.Composite(nelements)使用范圍最廣但是也是最復雜的端壁定義方式,用戶可以添加任意段的直線、Bezier曲線、三次B樣條、三次C樣條、自定義線或者它們的任意組合。其中每一段曲線(直線及自定義曲線除外)的控制點皆為3個。*注:對應于每一段線,使用人員需要確定是否保證該線段與其它線段之間的光順性,對應Start或者End的Continuity.以上定義方式同時適用與Hub和Shroud。10Step3.端壁定義(3)5.UserDefinedStep3.端壁控制參數值及調整1.數值控制通過按鈕激活參數控制表,在Endwall一欄中輸入對應的數值。參數變量名滿足以下規則:HUB:輪轂線SHROUD:輪蓋線Z:Z坐標(軸向坐標)R:R坐標(半徑坐標)1.2.3…:控制點的序號Beta:角度值(度)L:線段長度變量的命名是按照以上一個關鍵詞的組合構成的。*在AUTOBLADE中,除非特殊指明,所有的角度單位都是度,順時針方向為負,逆時針方向為正。所有長度或者坐標值都沒有單位,量綱有用戶統一。但為了保證在CFD_SCREENING、DATABASE、OPTIMIZATION中CFD計算的方便性,推薦所有的長度及坐標單位為“米”。2.鼠標控制在MERIDIONAL視圖中移動,當鼠標指針靠近某曲線時,該線會變色。此時,用鼠標左鍵點擊可以激活控制點控制方式,視圖上會顯示該曲線的控制點或者控制參數位置。用戶用鼠標左鍵點擊某控制點或者某些變量時,該控制點或變量名將變為紅色,此時用戶可以自由調整控制點位置或者角度線方向。*曲線的控制點顯示的方式與用戶在Endwall頁面中設定的曲線類型相關,用戶在Meridional界面中看到的控制變量與Endwall頁面中定義的曲線類型對應的變量類型相同。在Meridional視圖中,用戶除了可以動態控制上下端壁兩條線的控制點或者控制參數,還可以控制葉片前緣線、后緣線的位置。3.鼠標和數值同時控制除了以上兩種方法以外,用戶還可以在窗口中進行動態參數輸入。按照第2步方法,將控制點控制方式激活,視圖中出現綠色線條及綠色控制點(實心或者空心)。將鼠標移動至相應的控制點,并點擊鼠標左鍵,則該控制點或者控制線將變為紅色,此時在窗口下側會出現“EnterValuesormovemousepointer”,在AUTOBLADE最下側窗口處的文本框中輸入對應的數值則可精確確定該控制點的位置或者控制線的走向*注意事項:當使用人員使用2或3的方法進行控制時,必須保證參數表處于關閉狀態,因為當參數表打開時,用戶在界面上的控制位置或輸入的數值不能對參數表中的對應參數進行更新,此時,如果使用人員點擊了參數表中的“Ok”按鈕,則所有的參數仍將使用參數表中的數值。如果參數表處于關閉狀態,則使用人員在界面中使用2或3的方法進行的修改將自動對參數表中的數值進行更新。11Step3.端壁控制參數值及調整1.數值控制*注意事項Step4.流面定義1.點擊“Streamsurfaces”按鈕激活流面定義頁面2.點擊“Spanwiselocations”按鈕激活截面位置定義頁面對于離心式機械,可選擇的子午流面定義方式有兩種:HubtoshroudlinearinterpolationPlanar—Radial其中Planar-Radial方法一般用于純離心結構或者向心結構。對于離心壓氣機,一般選用第一種方法。此外,有其它三種定義方式用于不同結構:1.Planar—axialcase軸流流面結構。該定義方式下的葉型截面是在Z-X平面內定義的。此時葉片的所有截面階為一平面,實際的葉片由端壁線截取。2.Cylindercal軸流流面結構。該定義方式下的葉型截面在Z-R回轉面上定義。此時葉片的所有截面皆為半徑回轉面,實際的葉片由端壁截取。3.Conical軸流流面結構。該定義方式下的葉型截面在錐狀回轉面上定義。此時葉片的所有截面為不同錐度的回轉面(錐度變化)。注:除了HubtoShroudlinearinterpolation結構之外,其余的四種結構設定都需要給出上下端壁的參考坐標值(Z或R或X或角度),原則上要求這些參考坐標所形成的區域可以包絡上下端壁所形成的區域。Planar-AxialPlanar-RadialConicalCylinderical該頁面中參數用于定義沿葉高方向將進行設計的主截面數目以及插值截面數目。主截面(Primarysections)是指在后續的設計中將進行認為設定和控制的截面,而插值截面(parametricsections)是指AUTOBLADE根據主截面的位置進行插值所得到的“虛”截面。對于主截面,用戶需要指定截面數目以及每一個截面對應的位置。截面數目由使用人員確定,但數目應該1。當截面數為1時,則至少必須有一個插值截面,此時構成等截面直葉片。主截面數目大于1時,可以沒有插值截面數目。主截面的位置的數目必須與截面數一致,并且滿足遞增的規律。數值為相對葉高。第一個數值可以小于0,最后一個數值可以大于1,此時意味著截面將在端壁之外的截面區域進行設計。插值截面數目由用戶定義,規律同上。截面位置不應與主截面位置相同,用戶需要定值插值截面的插值類型(線性插值或者三次樣條插值)。注:對于直紋面加工方法,則僅需定義兩個主截面(根部和頂部)。12Step4.流面定義1.點擊“StreamsurfaStep5.積疊及彎掠規律定義1.點擊“StackingLaws”按鈕激活積疊規律定義頁面積疊規律有五種:a.前緣積疊(Leadingedge-LE)b.尾緣積疊(Trailingedge-TE)c.重心積疊(Centerofgravity-CG)d.最大厚度積疊(Maximumthickness-MT)e.通道中部積疊(Centerofchannel-CC)彎掠規律的控制便是通過控制某規律下的積疊線形狀來實現的。*注:這五種積疊規律并非在任何時候都可以使用:a.當子午流面類型為Planar-axialcase和Cylinderical時,以上五種積疊規律都可以使用b.當子午流面類型為Conical時,CenterofChannel積疊規律不可使用c.當子午流面類型為Planar-Radial時,僅前緣積疊同尾緣積疊規律可以使用d.當子午流面類型為Hubtoshroudlinearinterpolation時,可使用前緣積疊、尾緣積疊以及重心積疊規律2.點擊“Meridionallocation”按鈕激活前后掠規律定義頁面Meridionallocation(子午定位)頁面用于定義子午面投影方向葉片的前后緣線位置、以及變化規律,可實現不同規律的前后掠葉片。子午定位規律可以分兩種:a.Sweeplaw(前后掠規律)b.前后緣線位置及形狀定義在Sweeplaw規律下,可用三種方式定義a.line,線性變化規律,兩個控制參數b.Bezier(3controlpoints),三控制點貝塞爾曲線,三個控制參數c.Bezier-line-Bezier,貝塞爾曲線與直線復合線,八個控制參數13Step5.積疊及彎掠規律定義1.點擊“StackinStep5.積疊及彎掠規律定義(2)LineBezier(3points)Bezier-line-bezierSweepLaw在使用Leadingandtrailingedgeslocation規律時,同樣有三種定義定義方式:a.Linear,線形變化規律,四個控制參數(兩組坐標點)b.Oneangles,單角度控制規律,五個控制參數(兩組坐標點及一個角度)c.Twoangles,雙角度控制規律,八個控制參數(兩組坐標點,兩個角度及長度參數)注:1.以上三種方式皆可應用于前緣線及尾緣線,并可使用不同的搭配方式2.在使用Leadingandtrailingedgeslocation規律時,沒有附加參數。3.在使用這種規律時,所有的控制參數都可以通過鼠標指針在界面中直接進行動態控制,控制方法于Step3中方法相同。abcLeadingandtrailingedgeslocation*注:在使用SweepLaw時,除了已上的控制參數以外,還需要給定每一個截面的參考長度(中弧線長度)以確定三維葉片。此時還應該有附加的參數設定(Additionalsettings)。對于軸流和離心結構,雖然附件參數都為截面弧線長度,但定義的形式不同(lengthtype)。對于軸流結構,必須選用Axial(DZ)選項,而對于離心情況,則需選擇Radial(DR)或者Meridimional(DM)選項附加參數不同。該長度通過右圖中Reference_length_DM(orDRorDZ)在激活并進行輸入控制。在使用Sweeplaw時,積疊線所有的控制參數都可以通過鼠標指針在界面中直接進行動態控制,控制方法于Step3中方法相同。但其對應的控制視圖位于右上方窗口,并需要通過按鈕來激活。14Step5.積疊及彎掠規律定義(2)LineBezierStep5.積疊及彎掠規律定義(3)3.點擊“Tangentiallocation”按鈕激活彎曲規律定義頁面Tangentiallocation(周向定位)頁面用于定義葉片沿周向的彎曲規律。彎曲規律線可以分三種控制方式:a.line,線性變化規律,兩個控制參數b.Bezier(3controlpoints),三控制點貝塞爾曲線,三個控制參數c.Bezier-line-Bezier,貝塞爾曲線與直線復合線,八個控制參數注:在使用這種規律時,所有的控制參數都可以通過鼠標指針在界面中直接進行動態控制,控制方法于Step3中方法相同。但其對應的控制視圖位于右上方窗口,并需要通過按鈕來激活。積疊及彎掠規律中的所有控制參數都位于參數表中,分別對應“Meridionallocation”及“Tangentiallocation”參數列中。參數的命名規律如下:Sweep:前后掠規律對應的參數Lean:彎曲規律對應的參數S:section截面1,2…序號,可代表截面序號或者角度序號C,P:無量綱長度DR/DZ/DM:在半徑方向/軸向/子午方向的長度用戶通過參數輸入,并“Apply”后,視圖中的幾何曲線將相應發生變化。通過界面操作鼠標控制參數的變化,也將在參數表中自動更新(前提是參數表處于關閉狀態)。15Step5.積疊及彎掠規律定義(3)3.點擊“TangStep6.主葉片定義葉片定義采用兩種方式:a.中弧線+厚度分布給定從前緣到尾緣的厚度分布值,結合中弧線形狀,生成截面葉型。該方法主要用于離心葉輪設計b.中弧線+壓力面+吸力面用控制點分別控制壓力面和吸力面型線,結合中弧線形狀,生成截面葉型。該方法主要用于軸流式葉輪設計另外,還可以對前后緣的形狀(圓頭、鈍頭結構)進行相應的處理。由上所述可知,葉片的造型主要是中弧線、厚度分布或者是壓力面吸力面型線的構造。以下分別介紹它們的生成方法。1.1.CamberDefinition(中弧線定義)a.中弧線構造基準面中弧線用以定義葉型型線的安裝、走向以及總體形狀。中弧線可以在四個不同的構造面上進行生成:I.Z-Y面。該構造方法僅用于子午流面為Planar(Axial)的結構。II.M-R*面。該方法一般用與軸流結構。可以保證參考長度不變(一般為軸向弦長)III.M-面。該方法一般用于徑流式結構。IV.M-面。該構造方法一般用于徑流式結構。注:以上四種方法并非在任何時候都可以激活。在某些情況下,AutoBlade會根據子午流面結構來增加或者屏蔽其中的某一種方法。b.中弧線構造方法(Cambercurvetype)中弧線的形狀可通過幾個控制點或者角度來進行調整和控制。AutoBlade提供五種構造方法:I.Bezier(equidistancepoints)通過Bezier曲線控制中弧線變化,控制點之間間距相同,控制點數有使用人員確定。II.B-Spline(equidistancepoints)通過B樣條曲線控制中弧線變化,控制點之間間距相同,控制點數有使用人員確定。III.Bezier(GA,B1,B2)通過安裝角、進出口幾何角確定中弧線。IV.Integratedbezier(equidistancepoints)通過綜合型Bezier曲線控制中弧線變化,控制參數完全為角度。V.Integratedb-spline(equidistancepoints)通過綜合型B樣條曲線控制中弧線變化,控制參數完全為角度。注:以上五種構造方法并非在任何時候都可以使用。其中IV及V僅在中弧線構造面為M-Beta時方可使用。一般而言,對于軸流結構,推薦在Z-Y面或者M-R*面上構造,并使用第三種構造方法,而徑流式結構則推薦M-或M-面上構造,并使用第一種/第二種或者第五/六種方法。1.點擊“MainBlade”按鈕激活主葉片定義頁面16Step6.主葉片定義葉片定義采用兩種方式:1.點擊“不同子午流面結構對應的中弧線構造模式不同子午流面結構對應的可用中弧線構造模式17不同子午流面結構對應的中弧線構造模式不同子午流面結構對應的可Step6.主葉片定義(2)c.中弧線控制參數的調整中弧線對應的所有控制參數都可通過參數表輸入或者鼠標指針動態控制。參數表中對應“2DBladeSections”下的參數列,用戶在輸入時需要首先選擇截面序號。參數命名方式如下:S:Section,代表某截面1,2,….序號,代表截面序號或者某系列控制參數序號CAMBER:中弧線參數H:參數在構造坐標系下的Y向坐標LE:LeadingEdge前緣TE:TrailingEdge后緣RADIUS:前后緣半徑THICKNESS:厚度P:Point*在控制窗口中,當鼠標指針移動至某一個控制點或者角度時,在窗口下側的文本提示況中將會出現該參數的名稱以及具體數值。用戶可以激活該控制點或者控制角度時,在文本框中輸入具體的數值。1.2.Sidesdefinition(壓力面吸力面定義)該頁面用于定義壓力面和吸力面的構造類型以及控制點數目、前后緣特殊形狀等。對于壓力面和吸力面構造,其內容分為以下幾個部分:a.Constructionmode(構造模式)構造模式中有厚度控制模式(Thicknessaddition)和構造線模式(constructioncurves)b.Sidecurves(壓力面、吸力面線定義方式)壓力面和吸力面的控制點數、拉伸因子或者厚度分布的控制規律等。c.Edgecontrol(端緣型線控制)用于定義圓頭或者鈍頭前緣、尾緣的形狀以及類型。a.Constructionmode(構造模式)I.constructioncurves(構造線模式)該模式允許用戶可以對壓力面和吸力面的控制點進行分別控制。一般用于軸流結構葉輪造型。該模式下的“Withendline”選項允許使用人員為尾緣附近采用直線控制方式(斜切部分)。在這種模式下,用戶可以指定壓力面和吸力面的控制點數。II.Thicknessaddition(厚度控制模式)該模式允許用戶對壓力面和吸力面一側的厚度進行分別控制。該模式一般用于徑流結構。該模式下的“Symmetric”選項允許設定葉型壓力面和吸力面一側等厚度控制,此時,僅需要控制壓力面的厚度分布即可。*注:在兩種模式下,反映控制點參數的實際上都是壓力面/吸力面到中弧線的厚度,另外還添加了一些額外的參數(例如前后緣半徑、前后緣擴張角等)。18Step6.主葉片定義(2)c.中弧線控制參數的調整1b.Sidecurve(壓力面、吸力面控制線定義方式)根據用戶定義的構造模式的不同,Sidecurve的類型也不相同。在constructioncurve模式下,對壓力面和吸力面進行分別控制(Suctionsidecurve&pressuresidecurve),此時,對于壓力面和吸力面,分別有兩個控制參數:控制點數目(numberofintermediatecontrolpoints)和點間距(stretchfactor)控制參數.控制點數目是指控制型線所添加的控制點數目(前后緣點、擴張角控制點除外),而點間距控制參數則是指所添加的控制點之間拉伸的因子。在Thicknessaddition模式下,則需定義厚度分布控制點連接類型以及控制點數目。控制點連接類型分為Bezier(equidistance),Cubic-Bspline(equidistance)以及userdefined(datapoints)。控制點數目則是指進行厚度分布控制所指定的控制點數目。當選擇symmetric選項時,僅需控制吸力面對應的參數。Step6.主葉片定義(3)ConstructioncurveThicknessadditionThicknessadditionThicknessadditionc.Edgecontrol(端緣型線控制)對前后緣形狀進行特殊處理,有圓形前緣/尾緣及鈍前緣/尾緣兩種形式。對于鈍前緣/鈍尾緣的形式有兩種,一種是切割線沿子午線法線方向(atm’),一種是切割線沿中弧線法線方向(normal)。Userdefine文件格式roundedBlunt(atm’)Blunt(normal)19b.Sidecurve(壓力面、吸力面控制線定義方式)SStep7.分流葉片定義AutoBlade可以進行帶分流葉片的葉輪造型(軸流或徑流式),每個主流葉片通道內分流葉片數目最多20個。與主葉片相同,分流葉片的控制也是中弧線+壓力面吸力面型線或者厚度分布來實現的。在定義頁面中,需要對三個子頁面中的參數進行定義:a.Generalproperties
該頁面定義分流葉片數目b.SplitterCambercurve該頁面定義分流葉片中弧線構造形式。c.Splittersidesdefinition該頁面用于定義分流葉片壓力面/吸力面單獨控制。1.點擊“Splitterblades”按鈕激活分流葉片定義頁面b.Splittercambercurve分流葉片中弧線的定義方式有兩種:I.采用與主流葉片中弧線相同的曲線,并進行截取。截取方法按照分流葉片與主流葉片的相對位置進行(根據分流葉片的前緣和后緣點坐標截取)。II.采用與主流葉片中弧線相同的曲線,并進行截取,但用戶仍然可以對分流葉片進行調整和控制。*注:1.在I中,分流葉片中弧線無法進行控制,因此,在“Camber”視圖(左下視圖)中不再出現任何控制線或控制點。2.在II中,分流葉片中弧線雖然可以調整,但中弧線的第一個點位置不可控制。c.Splittersidedefinition與主葉片相同,分流葉片壓力面和吸力面也可進行單獨的控制,使用人員可以指定控制點數目。注:分流葉片壓力面/吸力面定義方式自動按照主葉片的定義方式進行設定,使用人員無法干預。例如,在主葉片sidedefinition中如果使用Constructioncurve模式,則分流葉片Sidedefinition也使用相同的模式,使用人員僅需要按照給定的模式設定相應的參數(參數定義與主葉片Sidedefinition中的參數定義相同。20Step7.分流葉片定義AutoBlade可以進行帶分流Step7.分流葉片定義(2)主葉片與分流葉片的參數控制主葉片與分流葉片對應的控制參數都可以在參數表中進行控制或者利用鼠標指針進行動態調整。對應參數表中的“2DBladesections”參數列。參數名前包含“SPLIT”的字眼的對應分流葉片的參數,其后面的數字對應分流葉片的序號(比如僅有一個分流葉片時,則第一個截面的分流葉片參數應當為S1_SPLIT1_xxxxx)。定義分流葉片時,除了中弧線以及厚度分布(或壓力面吸力面型線定義)參數之外,還應當包含以下參數方能最終確定分流葉片的形狀以及安裝位置:I.分流葉片前/后緣距主葉片前/后緣的距離該參數決定了分流葉片中弧線的長度。對應的參數為S?_SPLIT?_MLE/S?_SPLIT?_MTE(其中?代表序號),該參數為無量剛尺度。無量剛基準為主葉片中弧線的子午長度。II.分流葉片的偏置角對應的參數為S?_SPLIT?_DELTA_THETA(其中?代表序號),該參數為一無量剛尺度,無量綱基準為360/NB(葉片數)。注:1.以上所述的兩個參數僅能從參數表中進行從參數表中進行數值控制,無法進行鼠標動態控制。2.以上兩個參數都可以為負值。對于第一個參數,正負值代表分流葉片前緣/尾緣相對于主葉片前緣/尾緣的位置,對于第二個參數,正負值代表這分流葉片的不同轉動方向。3.以上兩個參數都有有一個有效范圍,第一個參數一般屬于(-0.5,1.5)區域,而第二個參數則屬于(-1.0,1.0)區域。4.以上兩個參數的定義式如下:21Step7.分流葉片定義(2)主葉片與分流葉片的參數控制Step8.葉片填充及切割a.通過按鈕“Trailingedgefilling”激活相應頁面AutoBlade可以進行葉片進行填充或這切割處理。填充效果是值針對鈍尾緣結構進行填充處理。如右圖所示。填充處理僅在出口邊進行,即可以在壓力面一側實施,也可以應用于吸力面(但不能同時應用)。用戶需要在FillingSetting中選擇壓力面或者吸力面選項。對于某截面,控制填充效果的參數為兩個,Fillinglength&fillingthickness,如圖所示。用戶還需要定義控制參數數目(numberofparameters)。當參數值為1時,則根部和頂部截面采用相同數值的填充處理,當參數值為2時,則根部和頂部截面分別控制。1.點擊“Effects”按鈕激活葉片填充及切割處理b.通過按鈕“Bladecutoff”激活相應頁面葉片切割功能重要應用于使用相同葉片的葉輪,但由于使用環境以及要求參數的不同,需要對葉片進行削短處理,即僅使用已有葉片的一個部分。使用人員可通過四個參數進行葉片切割,分別為:ZminvalueRminvalueZmaxvalueRmaxvalue切割效果如右圖所示。注:對于圓頭葉柵,進行切割處理后,葉片變為鈍頭形狀。22Step8.葉片填充及切割a.通過按鈕“Trailin控制參數匯總Endwalls參數Streamsurfaces參數23控制參數匯總Endwalls參數Streamsurfac控制參數匯總(2)SweepLaws參數(包括附加參數)Leadingandtrailingedgeslocation參數(包括公用參數)24控制參數匯總(2)SweepLaws參數(包括附加參數)控制參數匯總(3)Tangentiallocation參數Cambercurve參數25控制參數匯總(3)Tangentiallocation參控制參數匯總(4)Mainbladesunction&pressureside參數(constructionmodeandwithoutendline)Mainbladesunction&pressureside參數(constructionmodewithendline)Mainbladecambercurve&thicknessaddition參數(beziercontrol)26控制參數匯總(4)Mainbladesunction&控制參數匯總(5)Mainbladecambercurve&thicknessaddition參數(B-splinecontrol)27控制參數匯總(5)Mainbladecambercur控制參數匯總(6)Splitterblades參數TrailedgeFilling參數28控制參數匯總(6)Splitterblades參數Tra幾何分析1.點擊“Optionalquantities”按鈕激活可選參數頁面Optionalquantities的設定主要目的有兩個:1.檢測特定的幾何參數值2.輸出到最終的參數化文件.par中,在進行數據庫生成及優化時可對這些參數值加以限定,從而保證使用人員在優化同時保證某些參數值不變化。用戶在“Selection”隱藏式菜單按鈕下,選中需要監測的幾何參數之后,點擊“Apply”按鈕,則在Monitor隱藏室菜單按鈕下會出現對應的參數值。監測參數的命名規則如下:所有詳細的細節及參數描述請參閱AutoBlade2.1-1手冊2-88~2-1042.點擊“Geometryanalysis”按鈕激活幾何參數分析頁面該頁面的主要目的是用于葉型的幾何分析,包含以下內容:端壁型線角度變化(Endwallangle)端壁型線曲率變化(Endwallcurvature)厚度分布(thickness)中弧線角度變化(Meanline_metal_angle)中弧線曲率變化(meanline_curveture)壓力面、吸力面角度變化(side_metal_angle)壓力面、吸力面曲率變化(side_curveture)通道寬度變化(channelwidth)使用人員可以通過“Quantities”下拉式菜單選擇需要分析的相應變量,并可通過“Abscissa”下拉式菜單選擇橫坐標變量。使用“Save”功能可以將分布曲線輸出為文本格式,使“用print”功能可以將所顯示的圖形打印為ps文件格式。29幾何分析1.點擊“Optionalquantities”葉型輸出1.通過Filesave命令存儲,則所設計的葉輪形狀將存儲為Autoblade軟件包的默認文件格式.par;該文件可以被Fine/Design3D的任何一個模塊調用和讀取;2.通過菜單Geometryexportasgeomturbo選項,可以輸出為網格生成器AutoGrid專用文件格式,可以直接調用進行網格生成;3.通過Fileexportasiges選項,可以將葉輪形狀輸出為通用的CAD文件格式iges,該文件可以被絕大多數CAD三維造型軟件導入。注:對應iges格式的輸出,使用人員可以在Geometryexportoptions中定值要輸出的內容,包括上下端壁面、整周葉片等。30葉型輸出1.通過Filesave命令存儲,則所設計的葉輪總結以上對AutoBlade的詳細功能進行了介紹,并對相應界面進行了說明,以下對實型三維葉輪建模的總體過程進行總結,給出建模步驟,請用戶使用時務必遵循:1.建立工程項目2.定義葉輪結構或者調入已有葉型3.定義端壁(子午流道)結構及表述方式4.定義流面結構以及截面位置5.定義積疊規律及掠、彎曲規律表述方式6.定義葉片截面構造方式7.定義特殊效果(切割、填充)8.輸入以上各步的控制參數9.幾何/結構分析10.葉輪輸出由于積疊規律表述方式、截面構造方式不同,直接決定著它們控制方法的不同,因此,在定義表述方式或者構造方式時一定要由清晰的思路。31總結以上對AutoBlade的詳細功能進行了介紹,并對相NUMECAFINE/Design3D2.1培訓教程三維葉片造型AutoBlade尤邁克(北京)流體工程技術有限公司版權所有NUMECAFINE/Design3D2.1尤邁克(北京確定葉輪形狀的因素子午通道位置+葉片形狀+葉片積疊規律+葉片安裝位置可精確定義一葉輪形狀通過端壁形狀可確定子午通道形狀通過中弧線、厚度分布或者壓力面吸力面控制點可定義葉片截面形狀,結合積疊規律及安裝位置可確定唯一三維葉片33確定葉輪形狀的因素子午通道位置+葉片形狀+葉片積疊規律+葉片AutoBlade葉片造型步驟用戶界面(GUI)流面定義端壁型線控制積疊規律葉片定義葉片填充及切割幾何分析葉型輸出建立/打開項目總體參數定義切換、退出界面等菜單管理端壁型線類型(BEZIER/C-SPLINE,Composite…)控制點數目、控制點坐標(控制變量值)子午通道形狀(柱狀、錐狀、離心…)造型截面數目及位置插值截面數目(位置)三維積疊規律控制(型心/前緣/后緣/最大厚度)彎掠規律控制葉片壓力面吸力面定義中弧線+厚度分布中弧線+型線控制點葉片后緣填充處理葉片切割處理厚度/曲率/角度/喉口面積/弦長/安裝角/端壁型線/通道形狀……geomturbo專用文件格式Par參數化文件格式Iges通用CAD接口格式34AutoBlade葉片造型步驟用戶界面(GUI)流面定義端壁用戶界面1234561葉片幾何模型定義工具欄2操作菜單3快捷工具欄4視圖區域5視圖模式快捷工具欄6文本輸入欄35用戶界面1234561葉片幾何模型定義工具欄2操作菜單3快捷用戶界面-按鈕等同與FileNew功能,新建工程項目等同與FileOpen功能,打開已有項目幾何形狀等同與FileSave功能,保存當前幾何項目等同與EditUndo功能,取消上次操作等同與EditRedo功能,恢復上次操作等同與GeometryImport功能,參數化葉型或拓撲結構導入等同與GeometryParemeterList功能,顯示所有造型幾何參數等同與GeometryShowmessage功能,查看提示信息等同與ViewBlade-2-Blade功能,進行B-2-B顯示等同與ViewSweepLaw功能,前后掠規律顯示等同與ViewLeanLaw功能,彎曲規律顯示等同與View3DModel功能,三維葉片顯示壓力面/吸力面控制點顯示切換主葉片/分流葉片切換葉片截面切換36用戶界面-按鈕等同與FileNew功能,新建工程項目等同與用戶界面-按鈕顯示/隱藏折入式菜單等同于GeometryEndwalls功能,激活端壁類型定義窗口等同于GeometryStreamSurfaces功能,激活流面定義窗口等同于GeometryStackingLaws功能,激活積疊規律定義窗口等同于GeometryMainBlade功能,激活主葉片定義窗口等同于GeometrySplitterBlade功能,激活分流葉片定義窗口等同于GeometryEffects功能,激活葉片特殊處理效果窗口(填充/切割)等同于GeometryOptionalQuantities功能,激活可選參數顯示窗口等同于GeometryGeometryAnalysis功能,激活幾何分析窗口*注:以上的按鈕所對應的窗口絕大多數僅僅是類型或者結構的定義,而不設計控制參數及幾何參數的具體數值、絕大多數的數值都是在Parameterlists所對應的窗口中或者通過鼠標控制/文本況輸入的方式來給定的。37用戶界面-按鈕顯示/隱藏折入式菜單等同于GeometryStep1.進入AutoBlade主界面由始程序NUMECA_SoftwareFINE62_1FINE氣動FINE主界面2.點擊“Cancel”按鈕取消彈出式菜單。23.通過ModulesAutoBlade切換至AutoBlade主界面38Step1.進入AutoBlade主界面由始程序NStep2.項目管理*1.新建工程項目或者打開已經存在的工程文件(.par)*2.調入幾何模板或者打開已存在的參數化文件(.par)2.12.2*注意事項1.進入AutoBlade后,如果打開一個已經存在的參數化葉型(比如先前用AutoBlade生成的葉型),則無需再進行第二步操作。但必須保證將要設計的葉輪形狀與打開的幾何葉型具有相同的結構(都是軸流或離心類型,否則將會給后續設計帶來不必要的麻煩)2.如果將要設計的葉輪不是以已經存在的某par項目作為基礎進行設計,則必須定值該葉輪的類型(軸流?離心?…),必須保證所選取的模板類型與將進行設計的葉輪類型相同,否則將會給后續設計帶來不必要的困難甚至無法生成。3.AutoBlade提供五種模板:AxialCompressor/AxialTurbine/CentrifugalCompressor/CentrifugalCompressorWithSplitter/RadialDiffuser這五種模板幾乎可以囊括所有的旋轉機械類型,例如離心泵/向心透平/混流式結構/回轉彎道等都可以采用CentrifugalCompressor或者CentrifugalCompressorWithSplitter的模板來進行生成39Step2.項目管理*1.新建工程項目或者打開已經存在Step3.端壁定義1.按照Step2中第二步打開某一模板打開模板之后的默認幾何形狀及視圖2.點擊“EndWalls”按鈕,激活端壁控制線類型設定窗口40Step3.端壁定義1.按照Step2中第二步打開某Step3.端壁定義(2)端壁型線類型種類及說明1.BezierCurve(4ControlPoints):三階BEZIER曲線,通過八個參數控制點以及兩個角度確定一條型線。參數為(Z1,R1),(Z2,R2),L1,L2,1,2。其中(Z1,R1)(Z2,R2)為端點,L1,L2分別為到第一個端點和第二個端點的長度,1為Bezier曲線前端角度,2為Bezier曲線后端角度。該曲線三階光順。2.Beziercurve(nControlPoints):高階Bezier曲線。通過n×2個參數來控制,控制點分別為各個點的Z、R坐標;用戶可以定制控制點數目(界面中“Numberofcontrolpoints”。曲線n階光順。*曲線不過控制點(端點除外)3.Cubic-BSpline(ncontrolpoints):三次B樣條曲線,由n×2個參數來控制,控制點分別為各個點的Z、R坐標,用戶可定制控制點數目(界面中“Numberofcontrolpoints”),曲線三階光順。*曲線通過控制點4.CompositeLine-Bezier-Line:復合線形,由直線+Bezier曲線+直線組成,用戶可以添加中間控制點。共10+n×2個控制參數參數,其中n為用戶添加的內部控制點數目41Step3.端壁定義(2)端壁型線類型種類及說明1.BStep3.端壁定義(3)5.UserDefined(用戶自定義型線)用戶可以通過導入數據文件來定義端壁形狀數據文件格式:n(離散點個數)5Z1R10.00.15Z2R20.050.15Z3R30.10.14……….…………..ZnRn0.20.13
*注:在導入數據選項中,用戶可以選擇控制點的連接類型interpolationtype:polylineorcubicspline,分別對應折線控制和三次樣條控制。文件調入后,用戶仍然可以對控制點進行調整(數值或者鼠標控制)。控制過程中,控制點的變化按照用戶定義的連接方式進行曲線控制。6.Composite(nelements)使用范圍最廣但是也是最復雜的端壁定義方式,用戶可以添加任意段的直線、Bezier曲線、三次B樣條、三次C樣條、自定義線或者它們的任意組合。其中每一段曲線(直線及自定義曲線除外)的控制點皆為3個。*注:對應于每一段線,使用人員需要確定是否保證該線段與其它線段之間的光順性,對應Start或者End的Continuity.以上定義方式同時適用與Hub和Shroud。42Step3.端壁定義(3)5.UserDefinedStep3.端壁控制參數值及調整1.數值控制通過按鈕激活參數控制表,在Endwall一欄中輸入對應的數值。參數變量名滿足以下規則:HUB:輪轂線SHROUD:輪蓋線Z:Z坐標(軸向坐標)R:R坐標(半徑坐標)1.2.3…:控制點的序號Beta:角度值(度)L:線段長度變量的命名是按照以上一個關鍵詞的組合構成的。*在AUTOBLADE中,除非特殊指明,所有的角度單位都是度,順時針方向為負,逆時針方向為正。所有長度或者坐標值都沒有單位,量綱有用戶統一。但為了保證在CFD_SCREENING、DATABASE、OPTIMIZATION中CFD計算的方便性,推薦所有的長度及坐標單位為“米”。2.鼠標控制在MERIDIONAL視圖中移動,當鼠標指針靠近某曲線時,該線會變色。此時,用鼠標左鍵點擊可以激活控制點控制方式,視圖上會顯示該曲線的控制點或者控制參數位置。用戶用鼠標左鍵點擊某控制點或者某些變量時,該控制點或變量名將變為紅色,此時用戶可以自由調整控制點位置或者角度線方向。*曲線的控制點顯示的方式與用戶在Endwall頁面中設定的曲線類型相關,用戶在Meridional界面中看到的控制變量與Endwall頁面中定義的曲線類型對應的變量類型相同。在Meridional視圖中,用戶除了可以動態控制上下端壁兩條線的控制點或者控制參數,還可以控制葉片前緣線、后緣線的位置。3.鼠標和數值同時控制除了以上兩種方法以外,用戶還可以在窗口中進行動態參數輸入。按照第2步方法,將控制點控制方式激活,視圖中出現綠色線條及綠色控制點(實心或者空心)。將鼠標移動至相應的控制點,并點擊鼠標左鍵,則該控制點或者控制線將變為紅色,此時在窗口下側會出現“EnterValuesormovemousepointer”,在AUTOBLADE最下側窗口處的文本框中輸入對應的數值則可精確確定該控制點的位置或者控制線的走向*注意事項:當使用人員使用2或3的方法進行控制時,必須保證參數表處于關閉狀態,因為當參數表打開時,用戶在界面上的控制位置或輸入的數值不能對參數表中的對應參數進行更新,此時,如果使用人員點擊了參數表中的“Ok”按鈕,則所有的參數仍將使用參數表中的數值。如果參數表處于關閉狀態,則使用人員在界面中使用2或3的方法進行的修改將自動對參數表中的數值進行更新。43Step3.端壁控制參數值及調整1.數值控制*注意事項Step4.流面定義1.點擊“Streamsurfaces”按鈕激活流面定義頁面2.點擊“Spanwiselocations”按鈕激活截面位置定義頁面對于離心式機械,可選擇的子午流面定義方式有兩種:HubtoshroudlinearinterpolationPlanar—Radial其中Planar-Radial方法一般用于純離心結構或者向心結構。對于離心壓氣機,一般選用第一種方法。此外,有其它三種定義方式用于不同結構:1.Planar—axialcase軸流流面結構。該定義方式下的葉型截面是在Z-X平面內定義的。此時葉片的所有截面階為一平面,實際的葉片由端壁線截取。2.Cylindercal軸流流面結構。該定義方式下的葉型截面在Z-R回轉面上定義。此時葉片的所有截面皆為半徑回轉面,實際的葉片由端壁截取。3.Conical軸流流面結構。該定義方式下的葉型截面在錐狀回轉面上定義。此時葉片的所有截面為不同錐度的回轉面(錐度變化)。注:除了HubtoShroudlinearinterpolation結構之外,其余的四種結構設定都需要給出上下端壁的參考坐標值(Z或R或X或角度),原則上要求這些參考坐標所形成的區域可以包絡上下端壁所形成的區域。Planar-AxialPlanar-RadialConicalCylinderical該頁面中參數用于定義沿葉高方向將進行設計的主截面數目以及插值截面數目。主截面(Primarysections)是指在后續的設計中將進行認為設定和控制的截面,而插值截面(parametricsections)是指AUTOBLADE根據主截面的位置進行插值所得到的“虛”截面。對于主截面,用戶需要指定截面數目以及每一個截面對應的位置。截面數目由使用人員確定,但數目應該1。當截面數為1時,則至少必須有一個插值截面,此時構成等截面直葉片。主截面數目大于1時,可以沒有插值截面數目。主截面的位置的數目必須與截面數一致,并且滿足遞增的規律。數值為相對葉高。第一個數值可以小于0,最后一個數值可以大于1,此時意味著截面將在端壁之外的截面區域進行設計。插值截面數目由用戶定義,規律同上。截面位置不應與主截面位置相同,用戶需要定值插值截面的插值類型(線性插值或者三次樣條插值)。注:對于直紋面加工方法,則僅需定義兩個主截面(根部和頂部)。44Step4.流面定義1.點擊“StreamsurfaStep5.積疊及彎掠規律定義1.點擊“StackingLaws”按鈕激活積疊規律定義頁面積疊規律有五種:a.前緣積疊(Leadingedge-LE)b.尾緣積疊(Trailingedge-TE)c.重心積疊(Centerofgravity-CG)d.最大厚度積疊(Maximumthickness-MT)e.通道中部積疊(Centerofchannel-CC)彎掠規律的控制便是通過控制某規律下的積疊線形狀來實現的。*注:這五種積疊規律并非在任何時候都可以使用:a.當子午流面類型為Planar-axialcase和Cylinderical時,以上五種積疊規律都可以使用b.當子午流面類型為Conical時,CenterofChannel積疊規律不可使用c.當子午流面類型為Planar-Radial時,僅前緣積疊同尾緣積疊規律可以使用d.當子午流面類型為Hubtoshroudlinearinterpolation時,可使用前緣積疊、尾緣積疊以及重心積疊規律2.點擊“Meridionallocation”按鈕激活前后掠規律定義頁面Meridionallocation(子午定位)頁面用于定義子午面投影方向葉片的前后緣線位置、以及變化規律,可實現不同規律的前后掠葉片。子午定位規律可以分兩種:a.Sweeplaw(前后掠規律)b.前后緣線位置及形狀定義在Sweeplaw規律下,可用三種方式定義a.line,線性變化規律,兩個控制參數b.Bezier(3controlpoints),三控制點貝塞爾曲線,三個控制參數c.Bezier-line-Bezier,貝塞爾曲線與直線復合線,八個控制參數45Step5.積疊及彎掠規律定義1.點擊“StackinStep5.積疊及彎掠規律定義(2)LineBezier(3points)Bezier-line-bezierSweepLaw在使用Leadingandtrailingedgeslocation規律時,同樣有三種定義定義方式:a.Linear,線形變化規律,四個控制參數(兩組坐標點)b.Oneangles,單角度控制規律,五個控制參數(兩組坐標點及一個角度)c.Twoangles,雙角度控制規律,八個控制參數(兩組坐標點,兩個角度及長度參數)注:1.以上三種方式皆可應用于前緣線及尾緣線,并可使用不同的搭配方式2.在使用Leadingandtrailingedgeslocation規律時,沒有附加參數。3.在使用這種規律時,所有的控制參數都可以通過鼠標指針在界面中直接進行動態控制,控制方法于Step3中方法相同。abcLeadingandtrailingedgeslocation*注:在使用SweepLaw時,除了已上的控制參數以外,還需要給定每一個截面的參考長度(中弧線長度)以確定三維葉片。此時還應該有附加的參數設定(Additionalsettings)。對于軸流和離心結構,雖然附件參數都為截面弧線長度,但定義的形式不同(lengthtype)。對于軸流結構,必須選用Axial(DZ)選項,而對于離心情況,則需選擇Radial(DR)或者Meridimional(DM)選項附加參數不同。該長度通過右圖中Reference_length_DM(orDRorDZ)在激活并進行輸入控制。在使用Sweeplaw時,積疊線所有的控制參數都可以通過鼠標指針在界面中直接進行動態控制,控制方法于Step3中方法相同。但其對應的控制視圖位于右上方窗口,并需要通過按鈕來激活。46Step5.積疊及彎掠規律定義(2)LineBezierStep5.積疊及彎掠規律定義(3)3.點擊“Tangentiallocation”按鈕激活彎曲規律定義頁面Tangentiallocation(周向定位)頁面用于定義葉片沿周向的彎曲規律。彎曲規律線可以分三種控制方式:a.line,線性變化規律,兩個控制參數b.Bezier(3controlpoints),三控制點貝塞爾曲線,三個控制參數c.Bezier-line-Bezier,貝塞爾曲線與直線復合線,八個控制參數注:在使用這種規律時,所有的控制參數都可以通過鼠標指針在界面中直接進行動態控制,控制方法于Step3中方法相同。但其對應的控制視圖位于右上方窗口,并需要通過按鈕來激活。積疊及彎掠規律中的所有控制參數都位于參數表中,分別對應“Meridionallocation”及“Tangentiallocation”參數列中。參數的命名規律如下:Sweep:前后掠規律對應的參數Lean:彎曲規律對應的參數S:section截面1,2…序號,可代表截面序號或者角度序號C,P:無量綱長度DR/DZ/DM:在半徑方向/軸向/子午方向的長度用戶通過參數輸入,并“Apply”后,視圖中的幾何曲線將相應發生變化。通過界面操作鼠標控制參數的變化,也將在參數表中自動更新(前提是參數表處于關閉狀態)。47Step5.積疊及彎掠規律定義(3)3.點擊“TangStep6.主葉片定義葉片定義采用兩種方式:a.中弧線+厚度分布給定從前緣到尾緣的厚度分布值,結合中弧線形狀,生成截面葉型。該方法主要用于離心葉輪設計b.中弧線+壓力面+吸力面用控制點分別控制壓力面和吸力面型線,結合中弧線形狀,生成截面葉型。該方法主要用于軸流式葉輪設計另外,還可以對前后緣的形狀(圓頭、鈍頭結構)進行相應的處理。由上所述可知,葉片的造型主要是中弧線、厚度分布或者是壓力面吸力面型線的構造。以下分別介紹它們的生成方法。1.1.CamberDefinition(中弧線定義)a.中弧線構造基準面中弧線用以定義葉型型線的安裝、走向以及總體形狀。中弧線可以在四個不同的構造面上進行生成:I.Z-Y面。該構造方法僅用于子午流面為Planar(Axial)的結構。II.M-R*面。該方法一般用與軸流結構。可以保證參考長度不變(一般為軸向弦長)III.M-面。該方法一般用于徑流式結構。IV.M-面。該構造方法一般用于徑流式結構。注:以上四種方法并非在任何時候都可以激活。在某些情況下,AutoBlade會根據子午流面結構來增加或者屏蔽其中的某一種方法。b.中弧線構造方法(Cambercurvetype)中弧線的形狀可通過幾個控制點或者角度來進行調整和控制。AutoBlade提供五種構造方法:I.Bezier(equidistancepoints)通過Bezier曲線控制中弧線變化,控制點之間間距相同,控制點數有使用人員確定。II.B-Spline(equidistancepoints)通過B樣條曲線控制中弧線變化,控制點之間間距相同,控制點數有使用人員確定。III.Bezier(GA,B1,B2)通過安裝角、進出口幾何角確定中弧線。IV.Integratedbezier(equidistancepoints)通過綜合型Bezier曲線控制中弧線變化,控制參數完全為角度。V.Integratedb-spline(equidistancepoints)通過綜合型B樣條曲線控制中弧線變化,控制參數完全為角度。注:以上五種構造方法并非在任何時候都可以使用。其中IV及V僅在中弧線構造面為M-Beta時方可使用。一般而言,對于軸流結構,推薦在Z-Y面或者M-R*面上構造,并使用第三種構造方法,而徑流式結構則推薦M-或M-面上構造,并使用第一種/第二種或者第五/六種方法。1.點擊“MainBlade”按鈕激活主葉片定義頁面48Step6.主葉片定義葉片定義采用兩種方式:1.點擊“不同子午流面結構對應的中弧線構造模式不同子午流面結構對應的可用中弧線構造模式49不同子午流面結構對應的中弧線構造模式不同子午流面結構對應的可Step6.主葉片定義(2)c.中弧線控制參數的調整中弧線對應的所有控制參數都可通過參數表輸入或者鼠標指針動態控制。參數表中對應“2DBladeSections”下的參數列,用戶在輸入時需要首先選擇截面序號。參數命名方式如下:S:Section,代表某截面1,2,….序號,代表截面序號或者某系列控制參數序號CAMBER:中弧線參數H:參數在構造坐標系下的Y向坐標LE:LeadingEdge前緣TE:TrailingEdge后緣RADIUS:前后緣半徑THICKNESS:厚度P:Point*在控制窗口中,當鼠標指針移動至某一個控制點或者角度時,在窗口下側的文本提示況中將會出現該參數的名稱以及具體數值。用戶可以激活該控制點或者控制角度時,在文本框中輸入具體的數值。1.2.Sidesdefinition(壓力面吸力面定義)該頁面用于定義壓力面和吸力面的構造類型以及控制點數目、前后緣特殊形狀等。對于壓力面和吸力面構造,其內容分為以下幾個部分:a.Constructionmode(構造模式)構造模式中有厚度控制模式(Thicknessaddition)和構造線模式(constructioncurves)b.Sidecurves(壓力面、吸力面線定義方式)壓力面和吸力面的控制點數、拉伸因子或者厚度分布的控制規律等。c.Edgecontrol(端緣型線控制)用于定義圓頭或者鈍頭前緣、尾緣的形狀以及類型。a.Constructionmode(構造模式)I.constructioncurves(構造線模式)該模式允許用戶可以對壓力面和吸力面的控制點進行分別控制。一般用于軸流結構葉輪造型。該模式下的“Withendline”選項允許使用人員為尾緣附近采用直線控制方式(斜切部分)。在這種模式下,用戶可以指定壓力面和吸力面的控制點數。II.Thicknessaddition(厚度控制模式)該模式允許用戶對壓力面和吸力面一側的厚度進行分別控制。該模式一般用于徑流結構。該模式下的“Symmetric”選項允許設定葉型壓力面和吸力面一側等厚度控制,此時,僅需要控制壓力面的厚度分布即可。*注:在兩種模式下,反映控制點參數的實際上都是壓力面/吸力面到中弧線的厚度,另外還添加了一些額外的參數(例如前后緣半徑、前后緣擴張角等)。50Step6.主葉片定義(2)c.中弧線控制參數的調整1b.Sidecurve(壓力面、吸力面控制線定義方式)根據用戶定義的構造模式的不同,Sidecurve的類型也不相同。在constructioncurve模式下,對壓力面和吸力面進行分別控制(Suctionsidecurve&pressuresidecurve),此時,對于壓力面和吸力面,分別有兩個控制參數:控制點數目(numberofintermediatecontrolpoints)和點間距(stretchfactor)控制參數.控制點數目是指控制型線所添加的控制點數目(前后緣點、擴張角控制點除外),而點間距控制參數則是指所添加的控制點之間拉伸的因子。在Thicknessaddition模式下,則需定義厚度分布控制點連接類型以及控制點數目。控制點連接類型分為Bezier(equidistance),Cubic-Bspline(equidistance)以及userdefined(datapoints)。控制點數目則是指進行厚度分布控制所指定的控制點數目。當選擇symmetric選項時,僅需控制吸
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