[发明专利]具有三维曲面叶顶的轴流式涡轮叶栅

权利要求书

1.一种具有三维曲面叶顶的轴流式涡轮叶栅，其特征在于，它包括叶栅(1)，

所述叶栅(1)的叶顶(2)上表面设置自由形变区(3)，所述自由形变区(3)的径向高度的最大值为叶栅(1)径向高度的4％，自由形变区(3)距离叶顶(2)吸力边和压力边的壁厚最大值为2mm；

所述自由形变区(3)用于生成最优三维曲面(4)：最优三维曲面(4)通过B样条曲面造型叶顶三维曲面，然后利用正交试验建立Kriging代理模型，再通过遗传算法优化Kriging代理模型获得。

2.根据权利要求1所述的具有三维曲面叶顶的轴流式涡轮叶栅，其特征在于，所述叶顶(2)与涡轮机匣的叶顶间隙最大值为叶栅(1)径向高度的1％。

3.根据权利要求1所述的具有三维曲面叶顶的轴流式涡轮叶栅，其特征在于，所述最优三维曲面(4)形变的径向最大值为以自由形变区(3)所在平面为基准叶栅(1)径向高度的±2％。

4.根据权利要求1所述的具有三维曲面叶顶的轴流式涡轮叶栅，其特征在于，所述自由形变区(3)侧壁与叶顶(2)和最优三维曲面(4)的连接处采用圆角过渡。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的具有三维曲面叶顶的轴流式涡轮叶栅，其特征在于，

所述最优三维曲面(4)的获得方法为：

所述B样条曲面采用双三次均匀B样条曲面P(u,w)，表达式为：

其中P_ij是曲面片的控制顶点位置，其中i为曲面片在预设平面直角坐标系中x方向的坐标值，j为曲面片在预设平面直角坐标系中y方向的坐标值，i＝0,1,2,…,m，j＝0,1,2,…,n，其中m和n均为大于或者等于3的整数；u为曲面片i方向的节点矢量，w为曲面片j方向的节点矢量，F_i,m(u)为节点矢量u的基底函数，F_j,n(w)为节点矢量w的基底函数；

利用正交试验，建立任意叶顶三维曲面对叶顶间隙泄漏流量及出口截面总压损失的Kriging代理模型，对Kriging代理模型进行遗传算法优化，获得最优三维曲面(4)；所述任意叶顶三维曲面为由双三次均匀B样条曲面P(u,w)确定的自由形变区(3)内的三维曲面。