基于NURBS曲线的离心透平叶型设计

针对离心透平的环列叶栅叶型,采用四段三次NURBS曲线(非均匀有理B样条曲线),分别对前缘圆弧、尾缘圆弧、叶背、叶盆进行参数化表达,环列叶栅叶型的设计自由度为14个,可灵活进行局部调整。采用高精度流场模拟方法,基于优选法,获得气动性能较高的设计参数。结果表明上述方法简单易行,优选出的离心透平级设计工况及变工况气动性能都得到了显著提升,与已有文献相比,单排静叶总压损失系数降低18.85%,整级轮周效率提高4.08%,动叶叶片数也减少17个。     

三维低雷诺数叶片参数化方法研究

叶片参数化是叶轮机械气动优化过程中十分重要的一个环节,它决定着叶片的气动优化空间。传统叶片是通过叶片几何或特征来实现参数化,很少利用气动参数来实现。为了解决该问题,提出一种基于气动参数的三维叶片参数化方法,该方法通过经验公式将气动参数引入叶片参数化过程,并利用几个重要截面中的两条重要特征曲线（中弧线和厚度分布曲线）实现叶片重构。通过对实际叶片进行参数化可以发现：参数化后叶片与原始叶片之间的几何相对误差最大不超过0.01;两者表面压力系数变化趋势基本一致。因此,该方法不仅能够准确描述三维叶片形状,还将气动参数直接设置为优化控制变量,从而有利于优化效率的提高。     

大型下风向柔性叶片参数化建模及两目标优化设计

为了应对超大型风力机的发展对叶片带来的挑战，利用叶片多目标设计方法重点研究大型下风向柔性叶片气动与结构参数的优化设计。构建叶片弦长、扭角和挥舞刚度参数模型，以下风向布局的NREL 5 MW风力机叶片为优化对象，基于快速非支配排序遗传算法开展单机年发电量最大和叶根挥舞弯矩最小的两目标下风向叶片优化设计，得到符合预期的Pareto最优解集。取解集中3套具有代表性的最优解进行分析，由于下风向离心力矩可抵消一部分挥舞弯矩，所以叶根挥舞弯矩均有大幅降低，其中A叶片以牺牲0.963%年发电量的代价，使其叶根挥舞弯矩和叶片挥舞刚度分别减小7.951%和27.071%，可实现大型下风向柔性风轮的轻量化优化设计。以选取的3套叶片为基础，分析弦长、扭角、挥舞刚度对优化目标的影响机制，发现叶片挥舞刚度参数对两优化目标的影响最大。     

偶合机构叶片参数化实体建模

采用三维实体建模软件ＰＲＯ／ＥＮＧＩＮＥＥＲ，建立偶合结构叶片实体模型。     

基于参数化建模方法的双级旋流器流场研究

首先在软件UG和ANSYS Workbench的基础上提出了参数化建模方法。然后采用该方法研究了某双级旋流器(一级采用倾斜孔,二级为径向旋流器)的四个几何参数对其冷态流场特性的影响,主要结论有:(1)一级旋流数随斜切孔周向倾斜角的增大先增大后减小,随斜切孔直径的增大稍有增大,受二级旋流器的叶片安装角和出口外半径的影响很小;(2)二级旋流数随二级旋流器的叶片安装角和出口外半径的增大而大幅增大,受斜切孔的周向倾斜角和直径的影响可以忽略;(3)总旋流数随斜切孔周向倾斜角的增大先增大后减小,随斜切孔直径的增大而减小,随二级旋流器的叶片安装角和出口外半径的增大而大幅增大;(4)一二级旋流器流量之比受斜切孔周向倾斜角的影响很小,随叶片安装角的增大而大幅增大,仅改变斜切孔直径时流量之比和面积之比成正比,仅改变二级旋流器出口外半径时流量之比随面积之比的增大而增大;(5)相同条件下,双级旋流器旋向相反时小于旋向相同时的总旋流数。对于该旋流器的数值模拟研究过程证明,采用参数化建模方法是一种有效的快速设计手段,可以在较短时间内完成大量的改变几何参数的方案比较过程,快速地实现方案筛选,大大加快研究进度。     

基于参数化建模的转子有限元剖分

分析汽轮机转子的结构特点,将汽轮机转子结构参数化,提出了汽轮机转子参数化建模的方法,提高了转子原始几何模型的输入效率和准确性。利用有限元网格生成的Delaunay三角化方法,得到了汽轮机转了二维有限元计算模型,生成的有限元网格大小均匀,疏密过渡平滑,没有奇异单元,从而保证了转子温度场和热应力有限元分析计算的精度。     

基于NX二次开发的大型风机桨叶参数化建模

风机桨叶作为捕捉风能的关键零部件,其复杂表面是三维建模的难点.以2 MW风机桨叶为依托,对桨叶参数化建模进行研究,开发出基于NX的桨叶参数化建模程序,用户只需输入风机基本参数可快速生成桨叶三维模型.缩短了建模周期,提高了模型精确度,为桨叶的气动外形优化和模态分析提供三维模型.     

基于神经网络＆NURBS技术的叶片优化设计研究

应用流行的神经网络技术与先进的几何描述方法NURBS技术，对某两级风扇进行优化改型设计，特别针对于转子2的根部截面进行优化，通过对优化前后的转子2以及两级风扇的流场气动结构与特性的对比分析表明，该优化设计方法确实可行，具有一定的先进性，能够改善叶轮机械的整体气动特性，可以为叶轮机械的优化设计提供一种新的途径。     

基于PrO／E二次开发技术的叶片三维参数化自动建模系统的研究与实现

对透平叶片结构特征的参数化建模方法进行了分析,以Pro／TOOLKITyJ开发工具,结合VC＋＋程序语言,成功建立了透平叶片的三维自动化建模系统。以一自带围带叉形动叶的建模为例,进一步描述了该系统实现自动建模的方法和过程。该系统在实际设计的应用表明：采用自动建模方法使得产品的设计周期大大缩短。     

内燃机中系列标准螺母的参数化建模设计

从实际应用角度，通过在Microsoft Visualc＋＋6．0编辑器中运用类c＋＋语言创建表达式文本文件，详细介绍了在一维工程设计软件UGNX中实现零件参数化建模设计的方法。针对不同的产品系列，零件结构形体的相似性，向读者揭示了可以构建相应的表达式文本文件，应用相应的建模方法实现快速有效的参数化设计建模。     

基于非电气参数的风电场等效建模方法对比研究

在研究含有风电的电力系统时,简化的风电场模型有利于系统的仿真分析。为提高风电场等效模型的精度,提出一种基于非电气参数的风电场等效建模方法。从风电机组的控制参数、输入风速和风力机参数3个部分进行聚合、等效,得到对应的风电场单机等效模型。在MATLAB/Simulink软件中建立风电场模型和等效模型进行仿真研究。通过对比分析验证了这种等效建模方法的有效性和准确性。     

基于相似定律外推压气机通用特性曲线的方法

相似定律只适用于不可压缩流体,不能直接使用相似定律来外推压气机的通用特性曲线.对相似定律作了改进,通过改变转速比的指数来反映流体的可压缩性对相似定律的影响,使相似定律可以应用于可压缩流体.改进的相似定律中转速比的指数依据燃气轮机组的性能计算加以确定.基于改进的相似定律外推得到了压气机的通用特性曲线,并与基元叶栅法得到的性能曲线进行比较,证明了该方法的正确性.     

基于遗传算法的压气机性能曲线拟合方法研究

为了研究人工神经网络在压气机性能曲线拟合中的应用,分别利用BP神经网络、RBF神经网络、极限学习机以及BP-GA神经网络对某微型燃气轮机压气机的性能映射关系进行模拟,分析了不同网络模型在压气机特性曲线拟合上的优劣,以及样本容量对不同神经网络模型性能的影响。结果表明:BP-GA神经网络模型不仅收敛速度快,而且精度高;相比传统BP神经网络模型,其平均绝对百分比误差可控制在0.189%以内,训练时间可缩短至19.07 s;当样本容量较少时,传统BP神经网络模型不再适用,而基于遗传算法的BP-GA模型仍然保持较高的精度。     

离心压缩机三维叶片参数化气动优化研究

为提高离心压缩机气动性能，考虑二元叶轮优化多以构型参数为变量，不适用于变量间存在交互作用的三维叶片。以某三元叶轮为优化对象，考虑各变量间的交互作用，采用Bézier曲线加载叶片角，直接选取三维叶片型线为优化变量进行气动优化。结合CFD数值仿真、非线性映射能力较强的BP神经网络与全局寻优能力较强遗传算法，以提升等熵效率和压比为目标进行优化。结果表明：设计工况下，优化后的叶轮等熵效率同比提升1.9%,压比同比提升0.3。三维叶片中部向吸力面偏移，叶片尾缘向压力面偏转可同时提升叶轮的效率和压比。     

汽轮机叶片三维参数化特征造型研究

针对汽轮机叶片的结构特点,提出了叶片参数化建模的特征分类形式,采用CSG与B-rep共同构造了叶片的三维实体。然后利用这一技术开发了汽轮机叶片的参数化特征造型系统,其中采用Visual C 开发了良好的人机界面,并使用OpenGL图形技术进行叶片造型显示。以某汽轮机低压缸围带双倒T叶根扭叶片为例阐述了参数化特征造型的思路,并展示了该造型系统的一些功能。该三维参数化特征造型方法不仅可以应用于汽轮机叶片,也可以应用于其它一些典型结构件的参数化设计,为进一步进行有限元分析以及数控加工奠定基础。     

柴油机组合结构的参数化建模及应用

应用特征技术和动态子结构法建立了某柴油机机体＋曲轴组合结构的参数化实体模型，并用有限元模态分析法进行模态参数的计算。计算出前五阶固有频率和主振型，与试验结果吻合，说明所建机体＋曲轴组合结构的参数化模型正确，为其下一步的动力学仿真研究奠定了基础。     

增压器压气机叶片结构/振动一体化优化设计

以废气涡轮增压器压气机叶轮为研究对象,创建了压气机叶片的三维参数化模型,通过全三维流场仿真分析,得到压气机的气动性能及叶片表面的压力分布.在不改变叶片形状、保证压气机气动性能的情况下,对叶片的静强度及振动特性进行了一体化优化设计.以叶片4个关键截面的叶顶、叶根厚度为设计变量,以离心力及气动压力作用下叶片的最大Mises应力、叶片的一阶动频为约束,以叶片体积为目标函数,在iSIGHT优化平台上集成了I-DEAS、ANSYS软件,采用混合整型优化和自适应模拟退火算法的组合优化方法,在满足叶片静强度小于屈服强度和一阶动频大于3倍工作频率的条件下,叶片体积(质量)减小了14.7%.     

参数化机车几何曲线通过计算

基于机车几何曲线通过计算原理,在AutoCAD软件平台下,利用其二次开发环境Visual LISP,使用AutoLISP和DCL语言编制出机车几何曲线通过计算程序,实现了自动计算及参数化绘图.     

离心泵叶轮扭曲叶片参数化实体造型研究

扭曲叶片作为离心泵的重要部件,其制作过程及精确程度是影响离心泵性能的重要因素。本文借助Pro/E造型平台,依据二维木模图来表达叶轮模型,提出了叶轮轴面投影及水力木模图的测绘方法,然后将叶片的数据导入造型软件并生成叶轮的实体造型,实现了离心叶轮的参数化设计,实例计算结果表明,提出的理论和方法是有效的,能够实现叶轮的快速高效设计。此方法生成的文件为进一步的叶轮流场数值模拟软件fluent、Ansys等仿真软件分析提供了接口文件。     

压气机失速研究及设计方法的讨论

本文利用NREC软件对某存在严重失速问题的高速压气机进行重新设计,并通过流体分析软件Numeca进行了数值模拟验证。流动分析结果表明压气机内有较强的失速从而对于叶片的安全性构成了致命的威胁;本文通过改进叶片的弯转角变化规律和短叶片的设计,有效地避免了失速,对于改进叶轮的可靠性做出了有益的探索。