[发明专利]水泵叶片设计方法及系统

说明书

本发明实施例提供一种水泵叶片设计方法及系统，该方法包括：根据叶片的轴面投影图及载荷分布曲线，计算获得木模图上的前盖板流线及后盖板流线；在木模图中，测量每条轴面截线与前盖板流线的交点对应的第一半径值以及每条轴面截线与后盖板流线的交点对应的第二半径值；在轴面投影图中，根据第一半径值确定轴面截线在前盖板曲线上的第一边界点以及根据第二半径值确定轴面截线在后盖板曲线上的第二边界点；在轴面投影图中，基于设定的轴面截线变化规律，分别连接每个第一边界点及对应的第二边界点，获得光滑的轴面截线。本发明实施例通过对轴面截线进行有规律的光顺处理，消除了反问题设计过程中因给定的流场分布不合理造成叶片表面扭曲问题。

技术领域

本发明实施例涉及水泵设计领域，更具体地，涉及一种水泵叶片设计方法及系统。

背景技术

基于三维反问题的叶片水力设计方法成为离心泵叶片设计中的主要方法，与传统一维水力设计方法通过给定叶片几何参数来控制叶片形状不同，反问题设计方法通过给与流场条件直接相关的叶片载荷分布来控制叶片形状。这种设计方法的优势在于将流场控制条件引入设计过程，设计者将流场控制条件与水泵内部流动特性建立某种联系，以设计出符合性能要求的水泵叶片。现有技术中，在使用反问题方法设计叶片的过程中，只指定了前盖板和后盖板的载荷曲线，从而叶片的边界形状得以控制。但是，叶片在前盖板到后盖板之间是如何变化的，并未在设计过程中加以控制，这样的设计方法就导致了叶片表面就极有可能出现扭曲问题，尤其是进口边可能会呈现S型，显然这可能会导致叶轮出口处产生漩涡等二次流问题，不利于叶片的水力性能。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的水泵叶片设计方法及系统。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种水泵叶片设计方法，该方法包括：根据叶片的轴面投影图及载荷分布曲线，计算获得木模图上的前盖板流线及后盖板流线；在木模图中，测量每条轴面截线与前盖板流线的交点对应的第一半径值以及每条轴面截线与后盖板流线的交点对应的第二半径值；在轴面投影图中，根据第一半径值确定轴面截线在前盖板曲线上的第一边界点以及根据第二半径值确定轴面截线在后盖板曲线上的第二边界点；在轴面投影图中，基于设定的轴面截线变化规律，分别连接每个第一边界点及对应的第二边界点，获得光滑的轴面截线。

根据本发明实施例第二方面，提供了一种水泵叶片设计系统，该系统包括：计算模块，用于根据叶片的轴面投影图及载荷分布曲线，计算获得木模图上的前盖板流线及后盖板流线；测量模块，用于在木模图中，测量每条轴面截线与前盖板流线的交点对应的第一半径值以及每条轴面截线与后盖板流线的交点对应的第二半径值；确定模块，用于在轴面投影图中，根据第一半径值确定轴面截线在前盖板曲线上的第一边界点以及根据第二半径值确定轴面截线在后盖板曲线上的第二边界点；连接模块，用于在轴面投影图中，基于设定的轴面截线变化规律，分别连接每个第一边界点及对应的第二边界点，获得光滑的轴面截线。

根据本发明实施例的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现如第一方面的各种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所提供的水泵叶片设计方法。

根据本发明实施例的第四方面，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面的各种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所提供的水泵叶片设计方法。

本发明实施例提供的水泵叶片设计方法及系统，通过在保证前后盖板轴面截线控制点不变的前提下，对轴面截线进行有规律的光顺处理，即通过增加一条轴面截线的几何约束解决了轴面截线上节点之间的计算结果不连续的问题，从而在控制前后盖板流线上载荷分布的基础上还保持了叶片表面的光顺，消除了反问题设计过程中因给定的流场分布不合理造成叶片表面扭曲问题，有利于叶片的水利性能。

附图说明