[发明专利]一种叶轮机械叶型几何参数求解方法

权利要求书

1.一种叶轮机械叶型几何参数求解方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：读入叶型数据，根据横坐标最小值和最大值两个点将型线划分为叶盆和叶背两部分；

步骤2：对叶盆和叶背进行三次样条曲线拟合，分别求解叶盆和叶背两条型线的曲率，根据曲率值的突变点分别在叶盆和叶背上划分为前缘段、中间段、尾缘段；

步骤3：将叶盆和叶背的前缘段合并、叶盆和叶背的尾缘段合并，应用最小二乘法分别拟合经合并后的前缘弧段和尾缘弧段，求出前缘半径、前缘弧段圆心、尾缘半径和尾缘弧段圆心；

步骤4：以前缘弧段圆心为圆心、前缘半径为半径画圆；对叶盆和叶背型线上的点遍历，求出这些点到前缘弧段圆心的距离，找出临界点Criticalpoint 1和Criticalpoint 2，沿着叶盆和叶背型线，Criticalpoint 1和Criticalpoint 2之间的点一侧到前缘弧段圆心的距离均等于前缘半径，另一侧的点到前缘弧段圆心的距离均大于前缘半径；以尾缘弧段圆心为圆心、尾缘半径为半径画圆，对叶盆和叶背型线上的点遍历，求出这些点到尾缘弧段圆心的距离，找出临界点Criticalpoint 3和Criticalpoint 4，沿着叶盆和叶背型线，Criticalpoint 3和Criticalpoint 4之间的点一侧到尾缘弧段圆心的距离均等于尾缘半径，另一侧的点到尾缘弧段圆心的距离均大于尾缘半径；这四个交点将叶盆和叶背型线重新划分为前缘段、中间段、尾缘段；

步骤5：将步骤4重新得到的叶盆和叶背的前缘段合并、叶盆和叶背的尾缘段合并，求出合并后的前缘弧段和尾缘弧段的中点坐标，分别定义为前缘点坐标和尾缘点坐标；

步骤6：对叶盆和叶背的中间段进行三次样条拟合，在叶背上任意选取一点A，求叶背在点A处的法线，并利用黄金分割法求出该法线与叶盆的交点B；

步骤7：令法线AB的中点为M，在线段AM上选取一点O，求出点O到叶盆型线的距离disOP，P为叶盆型线上一点；

步骤8：求解最小值问题min f(O)＝(|(disAO)²-(disOP)²|)，得到的结果定义为点C，并计算出A、C两点的距离disAC；

步骤9：对叶背上中间段所有的点，按照步骤6到步骤8的方法，求出相应的点点C，所有的点C组成中弧线，叶背到中弧线之间的距离disAC构成了叶型厚度分布；

步骤10：将前缘点、前缘弧段圆心点、步骤9得到的所有中弧线上的点、尾缘弧段圆心点、尾缘点合并为一条完整中弧线；用三次样条曲线拟合完整中弧线，检验每一个点的曲率，如果存在突跃点，则舍弃这些点，得到最终的中弧线；

步骤11：根据前缘、尾缘坐标求出叶型安装角及弦长；

步骤12：根据厚度分布求出最大厚度及其相对位置；

步骤13：用三次样条曲线拟合中弧线，求出中弧线首尾的切线角度，进而得到几何进口角、几何出口角、叶型前缘角、叶型后缘角和弯角。

2.根据权利要求1所述的一种叶轮机械叶型几何参数求解方法，其特征在于，所述利用黄金分割法求出该法线与叶盆的交点B为最优化问题，即在叶盆型线中存在一点B，该点到过A点的法线的距离最小；该问题用数学表达式表述为，求解最小值问题，其中Ax+By+C＝0为过点A的法线方程，x₀和y₀为叶盆上的点的坐标。