二维叶型造型方法、叶片优化方法及二维叶型与流程

技术特征：
1.一种二维叶型造型方法，其特征在于，包括：步骤s11：获取初始叶型厚度分布曲线，其中，初始吸力面厚度分布曲线和初始压力面厚度分布曲线分别位于上侧和下侧；步骤s12：确定点p1，p1位于初始叶型厚度分布曲线的初始前缘点下方预定距离；步骤s13：构建新的吸力面厚度分布曲线，包括：确定点p4，p4在初始吸力面厚度分布曲线上，并且将初始吸力面厚度分布曲线位于p4右侧的部分确定为初始叶身吸力面厚度分布曲线；以p1和p4为起点和终点，构建三阶贝塞尔曲线，与初始叶身吸力面厚度分布曲线连接构成新的吸力面厚度分布曲线，使得新的吸力面厚度分布曲线在p4处一阶导数和二阶导数连续且切矢在p1处是竖直的；步骤s14：构建新的压力面厚度分布曲线，包括：确定点p4’，p4’在初始压力面厚度分布曲线上，并且将初始压力面厚度分布曲线位于p4’右侧的部分确定为初始叶身压力面厚度分布曲线；以p1和p4为起点和终点，构建三阶贝塞尔曲线，与初始叶身压力面厚度分布曲线连接构成新的压力面厚度分布曲线，使得新的压力面厚度分布曲线在p4处一阶导数和二阶导数连续且切矢在p1处是竖直的；步骤s15：新的吸力面厚度分布曲线和新的压力面厚度分布曲线构成新的叶型厚度分布曲线；步骤s16：将新的叶型厚度分布曲线叠加到中弧线，获得新的二维叶型。2.如权利要求1所述的二维叶型造型方法，其特征在于，步骤s13中，构建新的吸力面厚度分布曲线还包括：确定点p2，其中，p2位于p1上方预定距离；通过保证p4处一阶导数和二阶导数连续，获取点p3；以p1和p4为起点和终点且以p2和p3为控制点，生成三阶贝塞尔曲线；并且步骤s14中，构建新的压力面厚度分布曲线还包括：确定点p2’，其中，p2’位于p1下方预定距离；通过保证p4’处一阶导数和二阶导数连续，获取点p3’；以p1和p4’为起点和终点且以p2’和p3’为控制点，生成三阶贝塞尔曲线。3.如权利要求1所述的二维叶型造型方法，其特征在于，步骤s11中，将初始叶型厚度分布曲线放置于xy坐标系，其中，初始吸力面厚度分布曲线和初始压力面厚度分布曲线分别位于第一象限和第四象限，初始前缘点位于坐标原点；并且步骤s12中，p1位于y轴的负半轴。4.如权利要求3所述的二维叶型造型方法，其特征在于，步骤s13中，构建新的吸力面厚度分布曲线还包括：确定点p2，其中，p2位于y轴上且位于p1上方；通过保证p4处一阶导数和二阶导数连续，获取点p3；以p1和p4为起点和终点且以p2和p3为控制点，生成三阶贝塞尔曲线；并且步骤s14中，构建新的压力面厚度分布曲线还包括：
确定点p2’，其中，p2’位于y轴上且位于p1’下方；通过保证p4’处一阶导数和二阶导数连续，获取点p3’；以p1和p4’为起点和终点且以p2’和p3’为控制点，生成三阶贝塞尔曲线。5.如权利要求4所述的二维叶型造型方法，其特征在于，所述二维叶型造型方法还包括：确定参数k0、k1、k2、k1’和k2’；步骤s11中，初始叶型厚度分布曲线具有前缘半径r0；步骤s12中，确定点p1时，p1的纵坐标y1＝-k0*r0；步骤s13中，确定点p4时，p4的横坐标x4＝k1*r0，并且确定点p2时，p2的纵坐标y2＝k2*(y4-y1) y1，其中，y4是p4的纵坐标；步骤s14中，确定点p4’时，p4’的横坐标x4’＝k1’*r0，并且确定点p2’时，p2’的纵坐标y2’＝k2’*(y4
’-
y1) y1，其中，y4’是p4’的纵坐标。6.一种叶片优化方法，其特征在于，包括：步骤s01：以一组参数k0、k1、k2、k1’和k2’为一个样本，获取多个样本，生成初始样本库；步骤s02：基于初始样本库，采用如权利要求5所述的二维叶型造型方法构建二维叶型；步骤s03：针对二维叶型，开展叶片建模和数值求解工作，并提取计算结果，作为响应值；步骤s04：基于初始样本库及响应值，构建代理模型；步骤s05：对构建的代理模型进行优化，找出计算模型的最优解；步骤s06：针对最优解，采用如权利要求5所述的二维叶型造型方法构建二维叶型，开展叶片建模和数值求解工作；步骤s07：将步骤s06得到的响应值与步骤s05中的最优解对应的响应值进行比较，若二者的偏差小于预定值，则判断认为满足收敛要求，以最优解为优化结果，结束；否则，则判断未收敛，将最优解作为新的样本，加入初始样本库，重复执行步骤s4至s7。7.如权利要求6所述的叶片优化方法，其特征在于，设置上限值，执行步骤s07的次数超过上限值仍未收敛，则获取现有样本库对应的最优解，作为优化结果，并结束。8.一种二维叶型，其特征在于，通过如权利要求1至5中任一项所述的二维叶型造型方法构建而成。

技术总结
本发明提供一种二维叶型造型方法，包括：获取初始叶型厚度分布曲线，确定位于初始前缘点下方的点P1；确定在初始吸力面厚度分布曲线上的点P4，以P1和P4为起点和终点，构建三阶贝塞尔曲线，与初始叶身吸力面厚度分布曲线连接构成新的吸力面厚度分布曲线，使得在P4处一阶导数和二阶导数连续且切矢在P1处是竖直的；还构建新的压力面厚度分布曲线，从而构成新的叶型厚度分布曲线；将新的叶型厚度分布曲线叠加到中弧线，获得新的二维叶型。本发明还提供一种采用上述二维叶型造型方法构建二维叶型的叶片优化方法。本发明另提供一种通过上述二维叶型造型方法构建而成的二维叶型。上述二维叶型造型方法可以以较小的代价实现叶片性能的提升。提升。提升。


技术研发人员：李斌 曹传军 邱毅 李游
受保护的技术使用者：中国航发商用航空发动机有限责任公司
技术研发日：2020.07.01
技术公布日：2022/1/3