[发明专利]基于python语言的汽轮机叶片造型设计系统

说明书

基于python语言的汽轮机叶片造型设计系统，属于汽轮机叶片设计领域。本发明是为了解决现有的叶片造型设计需要设计者的工程经验，导致设计方法不够程序化、消耗大量时间成本的问题。本发明所述的系统包括：叶片设计参数输入模块、叶片约束点坐标计算模块、叶片型线控制系数计算模块、叶片型线点计算模块、叶片通道边界线计算模块以及计算点输出模块；输入叶片设计参数；通过叶片设计参数获取叶片约束点的坐标；所述叶片型线控制系数计算模块用于建立叶片型线各段曲线线段的约束方程，通过求解约束方程得到叶片上型线点的坐标；获取叶片计算通道边界；输出点文件，包括叶片型线点坐标和通道边界点坐标。本发明用于汽轮机叶片设计。

技术领域

本发明涉及基于python语言的汽轮机叶片造型设计系统。属于汽轮机叶片设计领域。

背景技术

目前，轴流式蒸汽轮机叶片设计方面已经拥有成熟的体系和方法，但对于设计者初步得到的叶片母型的优化问题，仍需要人为的使用计算流体力学和有限元结构分析等相关仿真计算软件进行气动分析、强度考核、安全评估以及加工装配分析，并根据仿真计算的结果对母型进行修改，优化过程的合理性和成功率很大程度上取决于设计者的工程经验，往往优化结果背道而驰，并且耗费了大量的精力和时间。为此，针对于当前国内外主流的叶片结构设计方法，亟需着力开发一套叶片自动造型程序，以实现叶片型线设计和优化工作的程序化，节约叶片优化的时间成本，为设计者提供更加便捷的程序工具支持。

发明内容

本发明是为了解决现有的叶片造型设计需要设计者的工程经验，导致设计方法不够程序化、消耗大量时间成本的问题。现提供基于python语言的汽轮机叶片造型设计系统。

基于python语言的汽轮机叶片造型设计系统，包括：

叶片设计参数输入模块、叶片约束点坐标计算模块、叶片型线控制系数计算模块、叶片型线点计算模块、叶片通道边界线计算模块以及计算点输出模块；

所述叶片设计参数输入模块用于输入叶片设计参数，所述参数包括：叶片入口几何气流角alpha1、出口几何气流角beta2、轴向宽度B、安装角stagger、入汽圆半径r1、出汽圆半径r2、出汽圆圆心定位坐标(x2，y2)、进汽半楔角WE_LE、出汽半楔角WE_TE、喉部宽度o、节距t、通道出口收束角theta、背弧膨胀段调控参数m、背弧斜切段调控参数 w、内弧膨胀段调控参数n、内弧插值点数量N1、背弧插值点数量N2；其中，长度单位均为mm，坐标单位均为mm，角度单位均为度；

所述叶片约束点坐标计算模块用于通过叶片设计参数获取叶片约束点的坐标；

所述叶片型线控制系数计算模块用于建立叶片型线各段曲线线段的约束方程，所述叶片型线即叶片的外轮廓线；

所述叶片型线点计算模块用于通过求解约束方程得到叶片上型线点的坐标；

所述叶片通道边界线计算模块用于获取叶片计算通道完整边界；

所述计算点输出模块用于输出叶片型线和叶片计算通道边界的点文件，所述点文件包括叶片型线点坐标和通道边界点坐标。

有益效果

本发明基于python语言程序将当前的造型方法程序化，考虑了叶型气动计算的进出口边界和对称边界的设计，且节省了时间成本。

附图说明

图1为本发明程序运行原理图；

图2为叶片涉及的参数示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1、图2以及《叶片造型程序》具体说明本实施方式，基于python语言的汽轮机叶片造型设计系统，包括：叶片设计参数输入模块、叶片约束点坐标计算模块、叶片型线控制系数计算模块、叶片型线点计算模块、叶片通道边界线计算模块和计算点输出模块；