目錄 叢書(shū)序 前言 第1章 軸流壓氣機(jī)葉型主要參數(shù)及基本分類 1.1 葉型與平面葉柵的主要參數(shù) 001 1.1.1 軸流壓氣機(jī)基元級(jí)平面葉柵 001 1.1.2 葉型的幾何參數(shù) 003 1.1.3 平面葉柵的幾何參數(shù) 004 1.1.4 平面葉柵的氣動(dòng)參數(shù) 005 1.1.5 葉柵(葉型)性能的評(píng)價(jià)參數(shù) 005 1.2 低速及亞聲速葉型 006 1.3 跨聲速葉型 008 1.3.1 任意平直前緣葉型 008 1.3.2 雙圓弧葉型 009 1.3.3 超臨界葉型 013 1.3.4 可控?cái)U(kuò)散葉型 014 1.4 超聲速葉型 017 1.4.1 尖劈葉型 017 1.4.2 鈍尾緣葉型 017 1.4.3 多圓弧葉型 018 1.5 高負(fù)荷大彎度葉型 019 1.5.1 高負(fù)荷大彎度葉型概述 019 1.5.2 常規(guī)大彎度葉型 020 1.5.3 開(kāi)縫葉型 021 1.5.4 變幾何葉型 021 1.5.5 串列葉型 023 1.6 小結(jié) 025 第2章 任意中弧線葉型設(shè)計(jì)方法 2.1 葉型設(shè)計(jì)基本原則 026 2.2 葉型截面中弧線生成方法 027 2.2.1 多項(xiàng)式中弧線 027 2.2.2 指數(shù)中弧線 031 2.2.3 圓弧中弧線 035 2.2.4 多圓弧中弧線 036 2.3 常規(guī)葉型厚度分布特征 038 2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)厚度分布 038 2.3.2 雙圓弧厚度分布 040 2.4 小結(jié) 041 第3章 四段圓弧超聲速葉型設(shè)計(jì)方法及分析 3.1 概述 042 3.2 四段圓弧中弧線的生成方法 043 3.3 四段圓弧厚度的生成方法 045 3.3.1 圓弧的生成 045 3.3.2 圓弧的離散過(guò)程 047 3.4 超、跨聲速葉型設(shè)計(jì)分析 049 3.4.1 原始葉型設(shè)計(jì)參數(shù)及特點(diǎn) 049 3.4.2 改進(jìn)設(shè)計(jì)葉型與原始葉型參數(shù)的比較 050 3.4.3 葉柵流場(chǎng)計(jì)算和結(jié)果分析 051 3.5 小結(jié) 054 第4章 基于NURBS的葉型/葉片幾何參數(shù)化技術(shù) 4.1 概述 055 4.2 NURBS函數(shù)曲線的描述 056 4.2.1 NURBS 曲線、貝賽爾曲線及B樣條曲線的區(qū)別 056 4.2.2 NURBS曲線描述方法的優(yōu)勢(shì) 057 4.2.3 NURBS曲線的描述方程 057 4.3 葉型的參數(shù)化處理 058 4.3.1 中弧線的參數(shù)化 058 4.3.2 厚度分布的參數(shù)化 059 4.3.3 吸、壓力面幾何型面的參數(shù)化 061 4.3.4 二維基元級(jí)前、尾緣的參數(shù)化 062 4.4 葉型幾何曲線控制點(diǎn)的求解 065 4.4.1 NURBS幾何曲線的計(jì)算 065 4.4.2 節(jié)點(diǎn)矢量的確定 066 4.4.3 葉片基元級(jí)型線控制點(diǎn)的求解 066 4.5 基于NURBS曲線的葉片三維構(gòu)型 068 4.5.1 三維葉片積疊線的參數(shù)化 068 4.5.2 三維葉片的蒙面生成 071 4.5.3 三維葉片的積疊生成 072 4.5.4 對(duì)轉(zhuǎn)壓氣機(jī)葉片的構(gòu)型算例 073 4.6 小結(jié) 076 第5章 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的葉片優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù) 5.1 概述 078 5.2 訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)庫(kù)的建立 078 5.2.1 訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的前處理 078 5.2.2 訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)成 079 5.3 某兩級(jí)風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的原始流場(chǎng)分析 081 5.4 某兩級(jí)風(fēng)扇第二級(jí)轉(zhuǎn)子葉片的優(yōu)化改型設(shè)計(jì) 085 5.4.1 風(fēng)扇第二級(jí)轉(zhuǎn)子葉片的優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程 085 5.4.2 風(fēng)扇第二級(jí)轉(zhuǎn)子葉片的優(yōu)化結(jié)果及分析 086 5.5 對(duì)轉(zhuǎn)壓氣機(jī)葉片的優(yōu)化改型設(shè)計(jì) 089 5.5.1 對(duì)轉(zhuǎn)壓氣機(jī)流場(chǎng)的數(shù)值模擬 090 5.5.2 對(duì)轉(zhuǎn)壓氣機(jī)第一級(jí)轉(zhuǎn)子葉片優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程 093 5.5.3 對(duì)轉(zhuǎn)壓氣機(jī)第一級(jí)轉(zhuǎn)子葉片優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果及分析 093 5.6 小結(jié) 100 第6章 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的壓氣機(jī)葉片優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng) 6.1 軟件需求分析 102 6.1.1 需求概述 102 6.1.2 功能需求 103 6.1.3 性能需求 107 6.1.4 其他屬性需求 107 6.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 108 6.2.1 總體設(shè)計(jì)目標(biāo)分析 108 6.2.2 系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì) 110 6.2.3 設(shè)計(jì)流程 114 6.3 軟件的設(shè)計(jì)模式與軟件結(jié)構(gòu)方案 118 6.3.1 概述 118 6.3.2 軟件結(jié)構(gòu)方案 119 6.4 軟件界面設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 120 6.4.1 界面設(shè)計(jì)思路 120 6.4.2 系統(tǒng)主界面的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 121 6.5 功能模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 124 6.5.1 二維功能模塊 124 6.5.2 軟件項(xiàng)目管理 131 6.5.3 三維功能模塊 133 6.5.4 葉片調(diào)節(jié) 136 6.5.5 葉片導(dǎo)入 137 6.6 關(guān)鍵開(kāi)發(fā)技術(shù) 138 6.6.1 軟件的模塊化搭建 138 6.6.2 進(jìn)程調(diào)用與多線程技術(shù)的應(yīng)用 139 6.6.3 數(shù)據(jù)可視化 139 6.7 自主開(kāi)發(fā)的葉片氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái) 140 6.8 小結(jié) 142 第7章 級(jí)環(huán)境下風(fēng)扇/壓氣機(jī)全三維葉片優(yōu)化設(shè)計(jì) 7.1 概述 143 7.2 全三維風(fēng)扇轉(zhuǎn)子葉片優(yōu)化設(shè)計(jì) 144 7.3 優(yōu)化前后風(fēng)扇特性及流場(chǎng)分析 146 7.4 對(duì)轉(zhuǎn)軸流壓氣機(jī)后排轉(zhuǎn)子優(yōu)化設(shè)計(jì) 151 7.5 優(yōu)化前后對(duì)轉(zhuǎn)壓氣機(jī)特性及流場(chǎng)對(duì)比分析 152 7.5.1 優(yōu)化前后對(duì)轉(zhuǎn)壓氣機(jī)特性對(duì)比分析 152 7.5.2 優(yōu)化前后對(duì)轉(zhuǎn)壓氣機(jī)流動(dòng)參數(shù)對(duì)比分析 154 7.6 小結(jié) 161 第8章 基于遺傳算法的壓氣機(jī)葉型多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì) 8.1 概述 162 8.2 優(yōu)化變量選擇 162 8.3 適應(yīng)度函數(shù)的設(shè)計(jì) 163 8.4 風(fēng)扇靜子根部葉型優(yōu)化分析 164 8.5 可控?cái)U(kuò)散葉型設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 167 8.5.1 A3 葉型設(shè)計(jì)狀態(tài) 168 8.5.2 A3 葉型幾何參數(shù) 168 8.5.3 葉柵實(shí)驗(yàn)狀態(tài) 168 8.5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 169 8.6 小結(jié) 177 第9章 針對(duì)特殊氣動(dòng)需求的壓氣機(jī)葉型設(shè)計(jì) 9.1 超高總壓比壓氣機(jī)葉型設(shè)計(jì) 179 9.1.1 超聲速超大彎度沖動(dòng)式轉(zhuǎn)子葉型設(shè)計(jì) 179 9.1.2 超高來(lái)流馬赫數(shù)靜子葉型設(shè)計(jì) 183 9.1.3 超聲速大彎角吸附式葉型設(shè)計(jì) 185 9.2 低雷諾數(shù)壓氣機(jī)葉柵流動(dòng)特性與改型設(shè)計(jì) 188 9.2.1 某型壓氣機(jī)二維葉柵在地面和高空的流場(chǎng)特性對(duì)比 188 9.2.2 壓氣機(jī)二維葉柵改型設(shè)計(jì)思路及技術(shù)途徑 190 9.2.3 小結(jié) 196 9.3 低雷諾數(shù)壓氣機(jī)層流葉型設(shè)計(jì) 197 9.3.1 概述 197 9.3.2 層流葉型設(shè)計(jì) 198 9.4 小結(jié) 206 第10章 葉輪機(jī)械葉型設(shè)計(jì)的勢(shì)、流函數(shù)反方法 10.1 概述 208 10.2 反方法設(shè)計(jì)葉型的基本流程 209 10.3 類無(wú)旋勢(shì)、流函數(shù)反方法 210 10.3.1 基于類無(wú)旋方程的勢(shì)、流函數(shù)解析方法 211 10.3.2 求解的物理域及計(jì)算域分析 217 10.3.3 初始葉型設(shè)計(jì)算例分析 219 10.4 勢(shì)、流函數(shù)反方法葉型優(yōu)化設(shè)計(jì) 222 10.4.1 葉型彎角優(yōu)化 222 10.4.2 前緣優(yōu)化 229 10.4.3 厚度分布的調(diào)整 233 10.5 考慮攻角、落后角的優(yōu)化設(shè)計(jì) 236 10.6 反方法設(shè)計(jì)葉型與幾何方法設(shè)計(jì)葉型的對(duì)比 239 10.7 小結(jié) 243 第11章 前緣構(gòu)型對(duì)葉型氣動(dòng)性能的影響研究 11.1 概述 244 11.2 橢圓弧前緣構(gòu)型 244 11.2.1 橢圓弧前緣構(gòu)型設(shè)計(jì)方法 244 11.2.2 橢圓弧前緣構(gòu)型對(duì)超聲速葉型的氣動(dòng)性能影響研究 248 11.3 非對(duì)稱前緣構(gòu)型 252 11.4 對(duì)稱曲率連續(xù)前緣構(gòu)型 256 11.5 小結(jié) 258 參考文獻(xiàn) 260