叶片中线

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叶片中线

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叶片中线是在中确定的子午流动面数量上设计的叶片属性.

根据所选叶片形状(见叶片属性),中线的设计受到不同程度的限制。

叶轮的叶片构成相对速度的减速叶栅。因此存在流动分离的风险。用户应力求获得连续、平滑的流动方向变化,同时流道横截面的变化应尽可能平稳。

分流叶片

分流叶片在单独的选项卡上显示和设计(分流叶片).

设计选项取决于中主叶片与分流叶片之间的关联叶片属性. 如果分流叶片关联到主叶片被激活时,分流叶片是缩短的主叶片。叶片角和包角自动计算。

可以调整分流叶片在两个主叶片之间的相对位置。对于关联的分流叶片,只能指定单个值;对于非关联的分流叶片,则具有完全灵活性。

附加视图

更多叶片信息以表格和图表形式显示,用于检查设计和提供参考:

参见附加视图

设计模式

选择当前可用的模式来设计叶片中线。

参见设计模式

线性耦合(仅适用于自由形式 3D 叶片)

为了实现各中线(叶片表面)之间的连续过渡,每条中线的匹配点必须线性耦合。如果停用此选项,则可以独立修改所有中线。

如果线性耦合模式激活,您可以移动和旋转连接线。所有中线的贝塞尔点位置将相应修改,以获得均匀的叶型。如果选择内部截面的点,则可以移动整个连接线。

角度位置

包角 Δφ(公共/平均)

显示所有中线的当前平均包角。当设计模式 =保角映射时,该值可被修改或重置为默认值,从而使所有平均线具有相同值,基于经验函数。表中给出了每条平均线的包角。

堆叠

堆叠位置是平均线堆叠时的相对位置。仅当叶片具有多于1条有效平均线时(例如自由曲面3D或直纹曲面3D)才可设置。在设计模式为=保角映射时,堆叠位置为零,且当前无法更改。

应用堆叠位置的堆叠曲线位置由表中给出的φ位置确定。因此,它与堆叠位置共同决定了前缘/后缘。对于某些叶片形状,用户定义值可直接在表中指定,或通过进度对话框(列上方的按钮)进行设置。

下方展示了位于堆叠角φ= 45°的直线堆叠曲线示例。若各展向的堆叠角不同,则堆叠曲线为非直线。平均线在此曲线上按给定堆叠位置堆叠:

堆叠0% = 前缘

堆叠50% = 中间

堆叠100% = 后缘

倾斜角

倾斜角R是子午面分别与前缘或后缘之间的夹角。下图展示了倾斜角为零(左图)和R = -20°(右图)的叶片。

倾斜角R = 0°的叶片

倾斜角R = -20°的叶片

 

倾斜度由以下因素决定

 

叶片形状为自由曲面3D或直纹曲面3D时,可直接设置倾斜角。在设计模式 = 保角映射情况下,前缘和后缘的倾斜角均可设置。对于不同设计模式,仅可设置一个倾斜角,另一个由几何约束决定。

可能的警告

问题

可能的解决方案

叶片角度和叶片延伸可能导致异常叶片形状。

叶片角度和叶片延伸可能导致不可行的叶片形状。

叶片角度βB1、βB2以及子午向和切向叶片延伸的值很可能导致异常或奇怪的叶片形状。

为避免后续问题,此类平均线形状将被阻止。

在这些情况下,叶片高度弯曲或呈S形。为设计合理叶片,包角不宜过低或过高。

您可以
a) 修改叶片包角φ
(检查叶片重叠情况)或
b) 修改叶片角度βB1和βB2
(可能需要调整主要尺寸)

ΔβB1/2(前缘/后缘)高于警告水平

所有展向的叶片角度差(最高值-最低值)超过警告水平。生成的叶片可能高度扭转。

检查生成的叶片形状,并尽可能避免展向出现较大叶片角度差。

ΔβB1/2(前缘/后缘)高于错误水平

所有展向的叶片角度差(最高值-最低值)超过错误水平。基于这些极端值的叶片设计无意义。

减小展向的叶片角度差。

由于边界条件和约束,叶片计算失败。

对于此叶片形状,将设计平均线投影到其他展向失败。

减小包角。

前缘切向掠角非常高。

前缘掠角(前缘处轮毂与轮盖平均线的切向差)非常高。此弯曲形状可能导致异常或奇怪叶片形状。

调整叶片属性,例如叶片角度。某些情况下,若可能,增加展向数量可能有所帮助。

前缘切向掠角过高。

前缘掠角(前缘处轮毂与轮盖平均线的切向差)过高。无法生成合理叶片。

调整叶片属性,例如叶片角度.

叶片边缘超出子午边界。

内部叶片展向的平均线在前缘或后缘处跨越子午范围。

仅适用于展向数大于2的直纹曲面叶片。

更改前缘/后缘的子午位置,或将展向数减少至2。

子午延伸mTE与子午设计不同。

后缘的当前子午坐标(m)偏离子午轮廓设计步骤中指定的延伸值。

仅适用于导入几何体(多段线)。

调整导入的m,t曲线以匹配子午延伸。

在先前设计步骤中进行修改前,将平均线曲线模式从“多段线”切换为“贝塞尔曲线”更为便捷。

叶片角度βB1和/或βB2与叶片属性不同。

当前叶片角度值偏离叶片属性.

仅适用于导入几何体(多段线)。

中指定的值。检查导入的m,t曲线或β曲线,并与前缘和后缘处指定的β值进行比较。当前平均线得出的值显示在“附加视图/信息值/叶片角度βB”中。

相邻叶片的重叠可能过低/过高。

异常叶片重叠,由重叠因子F = 包角Δφ/ 节距角t(t = 360°/ 叶片数)定义。

最小/最大警告水平在首选项中定义:警告级别.

修改叶片包角Δφ和/或叶片数(参见叶片角度).

耦合部分停用。
可能发生叶片表面变形。

平均线当前未线性耦合,可能导致叶片表面变形。

线性耦合可能已停用,或因叶片角度值偏差过大而无法实现。

出现警告是因为无法确定一条或多条平均线的βB2 线与交线。通常由以下原因之一导致:

a)几何上无法确定此交点(近似平行线)。

b)交点不在轮毂和轮盖平均线的端点之间。

c)交点过于接近平均线端点(低于5%)。

若线性耦合已停用,请激活。

均化βB2 叶片角度值(参见叶片属性).

曲率非常高。涡旋变化可能未达到预期程度。

在m,t坐标系中,一条或多条中线方向变化不够平滑,导致局部曲率过高(βB梯度)。

流体无法跟随这种高曲率,因此涡旋变化远低于预期。此外,叶片型线设计无法适应钩状中线。

通过修改内部控制点和包角,使中线从前缘到后缘的过渡更平滑。尤其应检查叶片角度的变化。

β之间的差异非常大B1和βB2可能使问题求解更困难,并需要更大的包角。