基于新型载荷分布的双向贯流式转轮叶片反问题设计方法

专利名称：基于新型载荷分布的双向贯流式转轮叶片反问题设计方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202210292274.7

专利申请（专利权）人：西安理工大学
权利人地址：陕西省西安市碑林区金花南路5号

专利发明（设计）人：朱国俊,冯建军,罗兴锜

专利摘要：本发明公开了一种基于新型载荷分布的双向贯流式转轮叶片反问题设计方法，该方法在转轮全三维反问题设计过程中采用了类似勺子形状的叶片载荷分布，从而设计出了兼顾正、反向来流的双向贯流式转轮叶片，转轮叶片的截面翼型呈“S”型。

主权利要求：
1.基于新型载荷分布的双向贯流式转轮叶片反问题设计方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤1，划定转轮叶片所在区域与活动导叶所在区域之间分界线I以及转轮叶片所在区域与尾水管所在区域的分界线II，将分界线I和分界线II沿转轮旋转中心回转形成分界面，将分界线I回转形成的分界面定义为转轮进口面，将分界线II回转形成的分界面定义为转轮出口面；
步骤2，采用计算流体动力学方法计算转轮进口面上一组从轮毂到轮缘的周向平均速度矩分布数据(Vur)i，并对(Vur)i进行无纲量化处理，获得转轮叶片轮缘翼型和轮毂翼型进口处的无量纲化速度矩值 和步骤3，基于步骤2中获得转轮叶片轮缘流面翼型和轮毂流面翼型进口处的无量纲化速度矩值 和 根据勺型相对速度矩分布规律曲线分别给定轮缘流面翼型和轮毂流面翼型对应的无量纲化速度矩分布曲线；
步骤4，在满足约束条件的前提下，分别给定转轮叶片轮缘流面翼型和轮毂流面翼型各自对应的参数，获得转轮叶片轮缘流面翼型和轮毂流面翼型各自对应的勺型速度矩分布规律曲线；
步骤5，在步骤4所得结果的基础上，采用线性插值方法计算得到转轮叶片轮毂至轮缘间其它流面上的速度矩分布规律曲线，即可获得双向贯流式转轮叶片全三维反问题设计时需要的叶片区域的速度矩分布规律；
步骤6，在步骤5的基础上，获得转轮叶片所在区域各流面上翼型厚度分布规律；
步骤7，基于步骤6所得结果，采用基于势、流函数法的考虑流体无粘不可压的全三维反问题设计方法即可对双向贯流式转轮叶片区域进行全三维反问题设计，设计得到的双向贯流式转轮叶片各流面上的翼型呈“S”型。
2.根据权利要求1所述的基于新型载荷分布的双向贯流式转轮叶片反问题设计方法，其特征在于：所述步骤1中，令分界线I距离贯流式转轮旋转中心线的距离为l1，分界线II距离贯流式转轮旋转中心线的距离为l2，l1取值范围为(0.3～0.35)D1，l2取值范围为(0.5～
0.55)D1。
3.根据权利要求2所述的基于新型载荷分布的双向贯流式转轮叶片反问题设计方法，其特征在于：所述步骤2中，采用如下公式(1)对(Vur)i进行无量纲化处理：其中，(Vur)min表示转轮进口面上周向平均速度矩分布中的最小值；
取出转轮叶片轮毂处即hr＝0对应的无量纲化速度矩命名为 取出转轮叶片轮缘处即hr＝1.0对应的无量纲化速度矩命名为
4.根据权利要求3所述的基于新型载荷分布的双向贯流式转轮叶片反问题设计方法，其特征在于：所述步骤3中，通过一组参数Pa控制勺型速度矩分布规律曲线，这组参数Pa包括A点的纵坐标YA、B点的横坐标XB、直线段AB与纵轴的夹角α以及控制点C、D、E、F的横坐标和纵坐标，全部参数如下公式(2)所示：Pa＝(α,YA,XB,XC,YC,XD,YD,XE,YE,XF,YF)(2)；
上式中，XC代表控制点C的横坐标，YC代表控制点C的纵坐标，XD代表控制点D的横坐标，YD代表控制点D的纵坐标，XE代表控制点E的横坐标，YE代表控制点E的纵坐标，XF代表控制点F的横坐标，YF代表控制点F的纵坐标。
5.根据权利要求4所述的基于新型载荷分布的双向贯流式转轮叶片反问题设计方法，其特征在于：所述步骤4中，需要满足的约束包括3个，具体如下：第1个约束，点A的纵坐标YA等于翼型进口处的无量纲化速度矩值，也即在设计不同流面上的翼型时，取对应流面上翼型进口处的无量纲化速度矩值作为YA，同时α小于90度；第2个约束，点A、点B和控制点C必须位于同一条直线上，以确保直线段AB和曲线段BF在B点光滑连接；第3个约束，YF的数值必须大于YC、YD和YE，并且点B、控制点C、控制点D和控制点E的横坐标必须位于(0,1)范围内，以确保曲线段BF为单凹型曲线；
转轮叶片轮缘流面翼型和轮毂流面翼型各自对应的勺型速度矩分布规律曲线生成方法如下：
步骤4.1，根据α,YA,XB得到直线段AB的具体表达式如下式(3)所示：
y＝[‑tan(90°‑α)]x+YA(3)；
直线段AB的表达式(3)确定以后，根据点B的横坐标XB即可计算出点B的纵坐标YB，然后即可根据点A的坐标(XA,YA)和点B的坐标(XB,YB)绘制直线段AB；
步骤4.2，根据点B的坐标(XB,YB)、控制点C的坐标(XC,YC)、控制点D的坐标(XD,YD)、控制点E的坐标(XE,YE)以及点F的坐标(XF,YF)可以按下式(4)计算出曲线段BF上的任意点的坐标(xt,yt)，然后即可绘制出勺型速度矩分布规律曲线的曲线段BF：其中， 其中j＝0,1,2,3,4；t为权系数，t∈[0,1]，当t＝0.0时，计算出来的坐标值对应曲线段BF的起点B的坐标；当t＝1.0时，计算出来的坐标值对应曲线段BF的终点F的坐标；当t取(0,1)范围内的任意值时，计算得到的坐标值则为曲线段BF上除起点B和终点F外的某点坐标值，根据给定不同的权重值t，然后再根据公式(4)即可计算出勺型速度矩分布规律曲线的曲线段BF上的对应点，用样条曲线连接这些点即可绘制出曲线段BF，从而可获得完整的勺型速度矩分布规律曲线。
6.根据权利要求5所述的基于新型载荷分布的双向贯流式转轮叶片反问题设计方法，其特征在于：所述步骤6的具体过程为：控制点H、I、J、K控制着转轮叶片的前半部厚度分布规律曲线，控制点H、I、J、K的坐标值均已确定，根据以下公式(5)计算出翼型厚度分布规律曲线前半部分的点坐标(xh,yh)：其中， 其中m＝0，1，2，3；t为权系数，t∈[0,1]，当t＝0.0时，计算出来的坐标值对应翼型厚度分布规律曲线前半部分的起点H的坐标；当t＝1.0时，计算出来的坐标值对应翼型厚度分布规律曲线前半部分的终点K的坐标；当t取(0,1)范围内任意一个数值时，计算得到翼型厚度分布规律曲线前半部分上除起点和终点外的一个点。 说明书 : 基于新型载荷分布的双向贯流式转轮叶片反问题设计方法技术领域[0001] 本发明属于海洋能转换技术领域，涉及一种基于新型载荷分布的双向贯流式转轮叶片反问题设计方法。背景技术[0002] 开发海洋潮汐能将为我国实现“碳达峰”和“碳中和”的目标提供强大的助力。双向贯流式水轮机是潮汐能发电中最重要的能量转换装置，其主要优点是可实现正、反向来流条件下的水流能量转换。转轮是水轮机能量转换的核心部件，常规载荷边界条件下的水轮机转轮叶片三维反问题设计方法只能设计考虑单向来流条件的转轮叶片，而双向贯流式水轮机的转轮叶片因为需要兼顾正、反向来流条件下的水力性能，所以一直无法给定合适的载荷边界条件进行全三维反问题设计。发明内容[0003] 本发明的目的是提供一种基于新型载荷分布的双向贯流式转轮叶片反问题设计方法，该方法在转轮全三维反问题设计过程中采用了类似勺形的叶片载荷分布，从而设计出了兼顾正、反向来流的双向贯流式转轮叶片，转轮叶片的截面翼型呈“S”型。[0004] 本发明所采用的技术方案是，基于新型载荷分布的双向贯流式转轮叶片反问题设计方法，具体包括如下步骤：[0005] 步骤1，划定转轮叶片所在区域与活动导叶所在区域之间分界线I以及转轮叶片所在区域与尾水管所在区域的分界线II，将分界线I和分界线II沿转轮旋转中心回转形成分界面，将分界线I回转形成的分界面定义为转轮进口面，将分界线II回转形成的分界面定义为转轮出口面。[0006] 步骤2，采用计算流体动力学方法计算转轮进口面上一组从轮毂到轮缘的周向平均速度矩分布数据(Vur)i，并对(Vur)i进行无纲量化处理，获得转轮叶片轮缘翼型和轮毂翼型进口处的无量纲化速度矩值 和[0007] 步骤3，基于步骤2中获得转轮叶片轮缘流面翼型和轮毂流面翼型进口处的无量纲化速度矩值 和 根据勺型相对速度矩分布规律曲线分别给定轮缘流面翼型和轮毂流面翼型对应的无量纲化速度矩分布曲线；[0008] 步骤4，在满足约束条件的前提下，分别给定转轮叶片轮缘流面翼型和轮毂流面翼型各自对应的参数，获得转轮叶片轮缘流面翼型和轮毂流面翼型各自对应的勺型速度矩分布规律曲线；[0009] 步骤5，在步骤4所得结果的基础上，采用线性插值方法计算得到转轮叶片轮毂至轮缘间其它流面上的速度矩分布规律曲线，即可获得双向贯流式转轮叶片全三维反问题设计时需要的叶片区域的速度矩分布规律；[0010] 步骤6，在步骤5的基础上，获得转轮叶片所在区域各流面上翼型厚度分布规律；[0011] 步骤7，基于步骤6所得结果，采用基于势、流函数法的考虑流体无粘不可压的全三维反问题设计方法即可对双向贯流式转轮叶片区域进行全三维反问题设计，设计得到的双向贯流式转轮叶片各流面上的翼型呈“S”型。[0012] 本发明的特点还在于：[0013] 步骤1中，令分界线I距离贯流式转轮旋转中心线的距离为l1，分界线II距离贯流式转轮旋转中心线的距离为l2，l1取值范围为(0.3～0.35)D1，l2取值范围为(0.5～0.55)D1。[0014] 步骤2中，采用如下公式(1)对(Vur)i进行无量纲化处理：[0015][0016] 其中，(Vur)min表示转轮进口面上周向平均速度矩分布中的最小值；[0017] 取出转轮叶片轮毂处即hr＝0对应的无量纲化速度矩命名为 取出转轮叶片轮缘处即hr＝1.0对应的无量纲化速度矩命名为[0018] 步骤3中，通过一组参数Pa控制勺型速度矩分布规律曲线，这组参数Pa包括A点的纵坐标YA、B点的横坐标XB、直线段AB与纵轴的夹角α以及控制点C、D、E、F的横坐标和纵坐标，全部参数如下公式(2)所示：[0019] Pa＝(α,YA,XB,XC,YC,XD,YD,XE,YE,XF,YF)(2)；[0020] 其中，XC代表控制点C的横坐标，YC代表控制点C的纵坐标，XD代表控制点D的横坐标，YD代表控制点D的纵坐标，XE代表控制点E的横坐标，YE代表控制点E的纵坐标，XF代表控制点F的横坐标，YF代表控制点F的纵坐标。[0021] 步骤4中，需要满足的约束包括3个，具体如下：[0022] 第1个约束，点A的纵坐标YA等于翼型进口处的无量纲化速度矩值，也即在设计不同流面上的翼型时，取对应流面上翼型进口处的无量纲化速度矩值作为YA，同时α小于90度；第2个约束，点A、点B和控制点C必须位于同一条直线上，以确保直线段AB和曲线段BF在B点光滑连接；第3个约束，YF的数值必须大于YC、YD和YE，并且点B、控制点C、控制点D和控制点E的横坐标必须位于(0,1)范围内，以确保曲线段BF为单凹型曲线；[0023] 转轮叶片轮缘流面翼型和轮毂流面翼型各自对应的勺型速度矩分布规律曲线生成方法如下：[0024] 步骤4.1，根据α,YA,XB得到直线段AB的具体表达式如下式(3)所示：[0025] y＝[‑tan(90°‑α)]x+YA(3)；[0026] 直线段AB的表达式(3)确定以后，根据点B的横坐标XB即可计算出点B的纵坐标YB，然后即可根据点A的坐标(XA,YA)和点B的坐标(XB,YB)绘制直线段AB；[0027] 步骤4.2，根据点B的坐标(XB,YB)、控制点C的坐标(XC,YC)、控制点D的坐标(XD,YD)、控制点E的坐标(XE,YE)以及点F的坐标(XF,YF)可以按下式(4)计算出曲线段BF上的任意点的坐标(xt,yt)，然后即可绘制出勺型速度矩分布规律曲线的曲线段BF：[0028][0029] 其中， 其中j＝0,1,2,3,4；t为权系数，t∈[0,1]，当t＝0.0时，计算出来的坐标值对应曲线段BF的起点B的坐标；当t＝1.0时，计算出来的坐标值对应曲线段BF的终点F的坐标；当t取(0,1)范围内的任意值时，计算得到的坐标值则为曲线段BF上除起点B和终点F外的某点坐标值，根据给定不同的权重值t，然后再根据公式(4)即可计算出勺型速度矩分布规律曲线的曲线段BF上的对应点，用样条曲线连接这些点即可绘制出曲线段BF，从而可获得完整的勺型速度矩分布规律曲线。[0030] 步骤6的具体过程为：控制点H、I、J、K控制着转轮叶片的前半部分厚度分布规律曲线，控制点H、I、J、K的坐标值均已确定，根据以下公式(5)计算出翼型厚度分布规律曲线前半部分的点坐标(xh,yh)：[0031][0032] 其中， 其中m＝0，1，2，3；t为权系数，t∈[0,1]，当t＝0.0时，计算出来的坐标值对应翼型厚度分布规律曲线前半部分的起点H的坐标；当t＝1.0时，计算出来的坐标值对应翼型厚度分布规律曲线前半部分的终点K的坐标；当t取(0,1)范围内任意一个数值时，计算得到翼型厚度分布规律曲线前半部分上除起点和终点外的一个点。[0033] 本发明的有益效果是，定义了双向贯流式转轮叶片全三维反问题设计所需的新型载荷边界条件，使得全三维反问题设计所得的双向贯流式转轮叶片能很好的适应双向来流条件，从而在双向来流条件下均具有良好的水力性能。附图说明[0034] 图1是双向贯流式水轮机的过流通道图；[0035] 图2是本发明基于新型载荷分布的双向贯流式转轮叶片反问题设计方法中的转轮进口面上速度矩随相对叶高的分布曲线图；[0036] 图3是本发明基于新型载荷分布的双向贯流式转轮叶片反问题设计方法中提出的勺型相对速度矩分布规律曲线；[0037] 图4是本发明基于新型载荷分布的双向贯流式转轮叶片反问题设计方法中的翼型厚度分布规律曲线；[0038] 图5是根据本发明基于新型载荷分布的双向贯流式转轮叶片反问题设计方法中提出的勺型相对速度矩分布规律曲线设计得到的双向贯流式转轮叶片各流面上的翼型。[0039] 图中，1.灯泡体，2.支墩，3.活动导叶，4.转轮叶片，5.转轮泄水锥，6.尾水管，7.分界线I，8.贯流式转轮旋转中心线，9.分界线II。具体实施方式[0040] 下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。[0041] 本发明基于新型载荷分布的双向贯流式转轮叶片反问题设计方法，要求实施前已知双向贯流式水轮机的过流通道几何形状以及除转轮外的其它过流部件几何形状。双向贯流式水轮机的过流通道单线图如图1所示，包括灯泡体1、支墩2、活动导叶3、转轮叶片4、转轮泄水锥5、尾水管6。其中，除转轮叶片4以外的其它过流部件均已知三维几何形状。转轮叶片4采用本发明的一种基于新型载荷分布的双向贯流式转轮叶片反问题设计方法进行设计，具体包括如下步骤：[0042] 步骤1，在开始设计转轮叶片4之前，首先在如图1所示的双向贯流式水轮机的过流通道单线图中确定转轮叶片4所在区域与活动导叶3所在区域之间的分界线I7，以及转轮叶片4所在区域与尾水管6所在区域的分界线II9。这两条分界线不是真实存在的线，只是在转轮叶片4的设计过程中用于划分出转轮区域。分界线I7距离贯流式转轮旋转中心线8的距离为l1，分界线II9距离贯流式转轮旋转中心线8的距离为l2。l1取值范围为(0.3～0.35)D1，l2取值范围为(0.5～0.55)D1，D1为转轮的标称直径。分界线I7和分界线II9沿转轮旋转中心回转可以形成分界面。分界线I7回转形成的分界面定义为转轮进口面，分界线II9回转形成的分界面定义为转轮出口面。[0043] 步骤2，在正向设计工况下，将分界线I7上游的所有过流部件组合在一起，然后采用计算流体动力学方法计算得到转轮进口面上一组从轮毂到轮缘的周向平均速度矩分布数据(Vur)i，i为数据点数，i＝1,2,3,……,N。这些数据组成的速度矩随相对叶高的分布曲线如图2所示。图2中曲线的横坐标是相对叶高hr，纵坐标就是周向平均后的速度矩分布Vur。相对叶高hr＝0对应的是轮毂壁面，相对叶高hr＝1.0对应的是轮缘壁面。从图2曲线上读取最小值，将该最小值作为转轮进口面上周向平均速度矩分布中的最小值(Vur)min，然后按下式进行转轮进口面上周向平均速度矩的无量纲化，获得 i＝1,2,3,……，N。[0044][0045] 在上式中，i＝1,2,3,……，N。根据上式完成转轮进口面上周向平均速度矩的无量纲化以后，取出转轮叶片4轮毂处即hr＝0对应的无量纲化速度矩命名为 取出转轮叶片4轮缘处即hr＝1.0对应的无量纲化速度矩命名为 则 和 就分别代表转轮叶片4轮缘流面翼型和轮毂流面翼型进口处的无量纲化速度矩值。[0046] 步骤3，在步骤2中已经获得轮缘流面翼型和轮毂流面翼型进口处的无量纲化速度矩值 和 然后根据图3所示的勺型相对速度矩分布规律曲线分别给定轮缘流面翼型和轮毂流面翼型对应的无量纲化速度矩分布曲线。[0047] 图3勺型相对速度矩分布规律曲线中横坐标为翼型骨线的相对弦长sr，相对弦长sr＝0.0对应的是翼型的头部，相对弦长sr＝1.0对应的是翼型的尾部。勺型速度矩分布规律曲线由直线段AB和曲线段BF组成，直线段AB和曲线段BF在B点光滑连接，曲线段BF为单凹型曲线。直线段AB对应勺型速度矩分布的勺柄，曲线段BF则对应勺型速度矩分布的勺头。在该速度矩分布曲线中，XA＝0.0且XF＝1.0。将曲线段BF采用五阶四次贝塞尔曲线进行控制以后，则可通过一组参数Pa控制勺型速度矩分布规律曲线，这组参数Pa包括图3中A点的纵坐标YA、B点的横坐标XB、直线段AB与纵轴的夹角α以及控制点C、D、E、F的横坐标和纵坐标，全部参数如下式(2)所示。[0048] Pa＝(α,YA,XB,XC,YC,XD,YD,XE,YE,XF,YF)(2)；[0049] 上式中，XC代表控制点C的横坐标，YC代表控制点C的纵坐标，XD代表控制点D的横坐标，YD代表控制点D的纵坐标，XE代表控制点E的横坐标，YE代表控制点E的纵坐标，XF代表控制点F的横坐标，YF代表控制点F的纵坐标。[0050] 步骤4，在满足以下3个约束的前提下，分别给定轮缘流面翼型和轮毂流面翼型各自对应的式(2)中的参数，获得轮缘流面翼型和轮毂流面翼型各自对应的勺型速度矩分布规律曲线。第1个约束，点A的纵坐标YA等于翼型进口处的无量纲化速度矩值，也即在设计不同流面上的翼型时，取对应流面上翼型进口处的无量纲化速度矩值作为YA，同时α小于90度；第2个约束，点A、点B和控制点C必须位于同一条直线上，以确保直线段AB和曲线段BF在B点光滑连接；第3个约束，YF的数值必须大于YC、YD和YE，并且点B、控制点C、控制点D和控制点E的横坐标必须位于(0,1)范围内，以确保曲线段BF为单凹型曲线。在满足上述3个约束的前提下，给定轮缘流面翼型和轮毂流面翼型各自对应的式(2)中的参数，可以分别生成转轮轮缘流面和轮毂流面上翼型设计所需的勺型速度矩分布规律曲线，以其中一个流面为例说明该流面对应的勺型速度矩分布规律曲线的生成过程，生成方法如下面子步骤描述进行。[0051] 步骤4.1，根据α,YA,XB可以得到直线段AB的具体表达式如下式(3)所示。[0052] y＝[‑tan(90°‑α)]x+YA(3)；[0053] 直线段AB的表达式(3)确定以后，根据点B的横坐标XB即可计算出点B的纵坐标YB，然后即可根据点A的坐标(XA,YA)和点B的坐标(XB,YB)绘制直线段AB。[0054] 步骤4.2，根据点B的坐标(XB,YB)、控制点C的坐标(XC,YC)、控制点D的坐标(XD,YD)、控制点E的坐标(XE,YE)以及点F的坐标(XF,YF)可以按下式(4)计算出曲线段BF上的任意点的坐标(xt,yt)，然后即可绘制出勺型速度矩分布规律曲线的曲线段BF。[0055][0056] 上式中， 其中(j＝0,1,2,3,4)；t为权系数，t∈[0,1]，当t＝0.0时，计算出来的坐标值对应曲线段BF的起点B的坐标；当t＝1.0时，计算出来的坐标值对应曲线段BF的终点F的坐标；当t取(0,1)范围内的任意值时，计算得到的坐标值则为曲线段BF上除起点B和终点F外的某点坐标值。所以只需要给定一系列的权重值t，然后再根据公式(4)即可计算出勺型速度矩分布规律曲线的曲线段BF上的一系列点，用样条曲线连接这些点即可绘制出曲线段BF。至此，通过给定的该流面翼型设计的参数，可获得完整的勺型速度矩分布规律曲线。[0057] 步骤5，在步骤4中获得了转轮叶片轮缘流面和轮毂流面上翼型设计所需的勺型速度矩分布规律曲线以后，采用线性插值方法计算得到轮毂至轮缘间其它流面上的速度矩分布规律曲线，即可获得双向贯流式转轮叶片全三维反问题设计时需要的叶片区域的速度矩分布规律。[0058] 步骤6，获得整个叶片区的速度矩分布规律以后，还需要获得转轮叶片4所在区域各流面上翼型厚度分布。给定各流面上的翼型厚度dmax分布规律如图4所示。图4所示的翼型厚度分布规律曲线以sr＝0.5的纵坐标线为对称轴呈对称分布。图4中的dmax在转轮轮毂处取值为dmax＝0.04D1，在转轮轮缘处取值为dmax＝0.01D1。控制点H、I、J、K控制着转轮叶片4前半部厚度分布规律曲线，由于翼型厚度分布规律曲线以sr＝0.5的纵坐标线为对称轴呈对称分布，所以这4个控制点的坐标实质也控制了翼型整体的厚度分布。在控制点H、I、J、K中，控制点H的坐标值固定为坐标原点也即坐标值固定为(0,0)不变；控制点K的坐标对应厚度分布规律曲线的最高点，其坐标值固定为(0.5,dmax)不变；将控制点I的横坐标值固定为0，即它只能在y轴上移动；将控制点J的纵坐标固定为dmax，即它只能沿水平方向移动。因此，只要给定控制点I的纵坐标YI和控制点J的横坐标XJ即可得到控制点I和控制点J的坐标值，至此，控制点H、I、J、K的坐标值均已确定，可根据以下公式(5)计算出翼型厚度分布规律曲线前半部分的点坐标(xh,yh)。[0059][0060] 上式中， 其中(m＝0,1,2,3)；t为权系数，t∈[0,1]，当t＝0.0时，计算出来的坐标值对应翼型厚度分布规律曲线前半部分的起点H的坐标；当t＝1.0时，计算出来的坐标值对应翼型厚度分布规律曲线前半部分的终点K的坐标；当t取(0,1)范围内任意一个数值时，可计算得到翼型厚度分布规律曲线前半部分上除起点和终点外的一个点。只需给定一系列的权系数t即可计算得到一系列翼型厚度分布规律曲线上的点坐标，获得翼型厚度分布规律曲线的前半部分，然后再根据sr＝0.5的纵坐标线对称镜像得到翼型厚度分布规律曲线的后半部分，至此，转轮叶片区各流面上的翼型厚度分布规律已被获得。[0061] 步骤7，获得双向贯流式转轮叶片区域的速度矩分布规律和翼型厚度分布规律以后，采用基于势、流函数法的考虑流体无粘不可压的全三维反问题设计方法即可对双向贯流式转轮叶片区域进行全三维反问题设计，设计得到的双向贯流式转轮叶片各流面上的翼型呈“S”型，可适应双向来流，如图5所示。通过改变本发明中公式(2)包含的参数，可以改变叶片的几何外形，因此可与优化设计算法以及水轮机水力性能计算流体动力学分析方法相结合，开展双向贯流式转轮叶片的优化设计。

专利地区：陕西

专利申请日期：2022-03-24

专利公开日期：2024-06-18

专利公告号：CN114626159B