找回密码
 注册
Simdroid-非首页
查看: 215|回复: 0

[FDS] 【技术贴】论CAESES中的叶片截面造型方法

[复制链接]
发表于 2019-11-6 14:32:04 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 江苏苏州
前言
叶片曲面造型是工程技术行业的一个难点,传统的造型方法主要是将一系列特定的叶片截面曲线光顺拟合成叶片的曲面,但是叶片处在流体环境中,它的性能从来就不能直观的看出来,所以叶片在设计过程中,多数都是会需要一些修整,如果有参数化控制的叶片,就能完美解决叶片曲面造型的难点。
总有一些人引领着时代发展,而顺应时代发展的CAESES软件,在参数化的曲面建模方面就具有很大的优势,尤其是MetaSurface的曲面造型方法,能够便捷地将参数化的曲线特征,光顺拟合成一个参数控制的复杂曲面。就叶片曲面造型来说,参数化的重点其实是叶片的截面曲线,下面就列举一些CAESES中几种常用的叶片截面曲线造型方法。
1、直接造型方法
(1)选择CAESES中自带的叶型曲线

CAESES中最常使用的叶型曲线是NACA-4DS Curve,这个曲线有四个参数,分别是弦长、厚度、拱度、拱起位置,定义完参数后,将曲线变换为空间中的叶片截面轮廓曲线,继而就可以通过MetaSurface的方法创建出叶片曲面。此叶型截面曲线主要用在轴流叶轮的叶片造型上,在飞机机翼造型方面也有较多应用。
(2)通过控制点以及不同类型的曲线创建叶型曲线

创建这种叶型主要是为了满足叶片多变的需要,根据需求,可以对控制点定义不同的参数,也可以使用不同形式的曲线进行叶片型线的创建。上图叶型曲线建模步骤如下表所示:

该叶型曲线的参数主要包括前缘和尾缘的圆弧系数、包角度数以及所在位置,压力面和吸力面的控制点位置,在所有参数的共同作用下,构建出形状多变的叶型曲线。下图是调整控制点参数后生成的新的叶型曲线。

2、中弧线造型方法
顾名思义,中弧线造型方法就是先将叶片截面型线的中弧线构建出来,然后再对中弧线进行两侧或单侧的加厚处理,创建出叶型截面型线。中弧线造型方法分为平面中弧线方法和空间中弧面方法,而无论哪一种方法,都离不开厚度方程控制曲线的定义。
(1)平面中弧线方法
平面中弧线方法是先在某一固定的坐标平面上创建出我们需要的叶型曲线的中弧线,然后使用厚度分布的方程曲线对该中弧线在该平面上进行平移处理,创建出真实的叶片截面型线,之后借助MetaSurface方法创建真实叶片曲面。
平面中弧线方法创建叶片型线的步骤

(2)空间中弧面方法
空间中弧面创建叶片型线的方法所创建出来的曲线其实就已经是叶片的截面轮廓曲线了,因为对每一条中弧面上的流线进行offset处理的时候,做出来的曲线其实已经能够正确的表达出最终的叶片,这种方法在离心式、径流式叶轮的叶片创建中经常使用到。

空间中弧面创建叶片型线的步骤

3、外部导入叶片截面信息造型方法
此种情况多是有一些相对成熟的叶片数据,然后导入进CAESES中作为新模型创建的参考依据。常见的叶片数据有叶片截面轮廓曲线数据和叶片曲面数据两种,其中截面轮廓曲线的数据主要是点集数据文件,如“.curve” 、“.geomturbo”、“.txt”等,叶片曲面数据主要是一些常见的通用几何文件,如“.igs”、“.step”、“.x_t”等。
CAESES中有易学易用的feature编辑功能,通过编辑一些实用的feature,就能够方便快捷的建立模型、读取数据、输出数据,通用格式的叶片曲面数据能够直接导入CAESES中,而叶片截面轮廓曲线的点集数据文件就需要使用到特定的feature进行读取,此处不作该feature的创建说明。
(1)使用叶片曲面创建叶片型线
如果使用的是中间格式的叶片曲面,导入CAESES后,通过一些方法就能提取出叶片上的截面轮廓曲线。可以将轮廓曲线变换到某一坐标平面上,参照这个叶型曲线创建参数化叶型曲线与之匹配;也可以先在坐标平面上创建出自定义的叶型曲线,通过空间变换,与提取的截面轮廓曲线匹配;还有一种情况就是先做出来导入叶片的中弧面,然后使用中弧面上的流线信息与参数化的叶片型线匹配。
(2)使用叶片截面轮廓数据创建叶片型线
如果使用的是叶片截面轮廓曲线的点集数据,只要借助点集的读取feature,将点集导入CAESES并通过Interpolation Curve创建出截面轮廓曲线,之后就可以直接使用这些截面轮廓曲线创建类似的参数化叶型曲线。下图是离心叶片的导入面板和导入效果。


您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

Archiver|小黑屋|联系我们|仿真互动网 ( 京ICP备15048925号-7 )

GMT+8, 2024-3-29 09:49 , Processed in 0.028283 second(s), 10 queries , Gzip On, MemCache On.

Powered by Discuz! X3.5 Licensed

© 2001-2024 Discuz! Team.

快速回复 返回顶部 返回列表