[发明专利]中介机匣部件的型线的构造方法、构造装置以及计算机可读存储介质

说明书

本发明涉及中介机匣部件及其型线的构造方法、构造装置以及计算机可读存储介质，其中，上述构造方法包括以下步骤：步骤a.确定位于中介机匣部件位于中介机匣的进口端点与出口端点之间的多个轴向位置不同的构造点，分别赋予所述多个构造点的每一个构造点对应的二阶导数值，所述多个构造点对应的二阶导数值分布于一光滑曲线上；步骤b.以所述步骤a的进口端点以及出口端点的位置、所述多个构造点的二阶导数值以及其轴向位置为已知量，求解得到所述多个构造点的位置；步骤c.根据所述的进口端点以及出口端点的位置以及所述步骤b求解得到的多个构造点的位置，构造中介机匣部件的型线。上述构造方法操作简单，其构造的中介机匣流动损失小。

技术领域

本发明属于叶轮机械技术领域，具体涉及叶轮机械的中介机匣部件及其型线的构造方法、构造装置以及计算机可读存储介质。

背景技术

叶轮机械的中介机匣，以航空发动的压气机的中介机匣为例，是航空发动机上连接风扇增压级与高压压气机的关键静子部件，气流由增压级出口通过中介机匣流入高压压气机进行进一步压缩。此外，中介机匣是发动机最重要的承力机构，往内有轴颈用于支承转子，往外有发动机安装节用于将发动机载荷传递给飞机。中介机匣主要由流路及支板构成，其中支板大小及形状主要受到传动轴大小及强度限制，设计优化空间有限。

相对而言，中介机匣流路设计则具有更大的自由度，通过合理设计能够获取更多的气动收益。

中介机匣的设计目标在于在尽量短的空间内实现增压级部件和高压压气机部件之间的过渡，并同时保证出口流场尽可能均匀以提供高压压气机良好的工作条件。

有数据表明，中介机匣长度减小20％则意味着发动机重量能够减少1％-2％，因此在涡扇发动机涵道比增大和紧凑性增强的趋势下，中介机匣流路具有复杂几何特征的S型弯管，轮毂、机匣端壁型线曲率变化十分强烈的特点，加之支板的干扰使其内部流动具有极强的三维性，容易引发端壁附面层分离、角区分离等二次流现象，给中介机匣的流路设计提出了更加严峻的考验。

在该领域，前人开展了大量的研究工作，总结出了影响中介机匣流路性能的重要指标有进出口面积比、轴向长度、半径落差比等，并通过三维优化、试验设计等方法开展设计工作。

由于中介机匣轮毂、机匣型线曲率变化剧烈，前述的研究方法未能在设计时对型线曲率进行很好的控制，型线曲率不光滑将会导致中介机匣的气动性能受到一定的影响。传统的中介机匣流路设计方法虽然考虑了沿流程的面积变化、半径落差等因素，但在设计时未能保证型线曲率的合理性，甚至出现曲率不连续的情况，导致壁面附近的马赫数出现不光滑的现象，对于中介机匣内部流场造成一定的影响，容易导致分离提前发生，尤其在角区区域避免不光滑造成的影响加剧。

因此，本领域需要一种能够保证中介机匣型线的曲率绝对光滑的的构造方法，以及气动性能更佳的中介机匣部件。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种中介机匣部件的型线的构造方法以及利用该构造方法构造的中介机匣。

本发明的另一个目的是提供一种用于构造中介机匣部件的型线的构造装置以及计算机可读存储介质。

根据本发明一个方面的一种中介机匣部件的型线的构造方法，包括：

步骤a.确定位于中介机匣部件位于中介机匣的进口端点与出口端点之间的多个轴向位置不同的构造点，分别赋予所述多个构造点的每一个构造点对应的二阶导数值，所述多个构造点对应的二阶导数值分布于一光滑曲线上；

步骤b.以所述步骤a的进口端点以及出口端点的位置、所述多个构造点的二阶导数值以及其轴向位置为已知量，求解得到所述多个构造点的位置；

步骤c.根据所述的进口端点以及出口端点的位置以及所述步骤b求解得到的多个构造点的位置，构造中介机匣部件的型线。