航空涡轮叶片气膜孔参数化建模研究

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1、第4I卷第3期航々¨算技术v0I41～m3竺!!兰!!!：!竺竺!竺!竺!!!!!竺!!竺：!竺：竺!!航空涡轮叶片气膜孔参数化建模研究曹率，奠蓉，宫中伟西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室．陕西西安710072擅￡十≈T航i*靶tHtⅨ“参#1艺建“"璁#．口析T其枣tm建#∞m＆。H取Tt鹿孔奉＆*建#∞粤#，#mTn—nt4n∞"卑∞每教m建**租A参＆＆i}女．杆女T％轮”H《”t杜十tⅨ“＆堑砖＆耗目“女∞m《，“m#高T*靶tH∞m*＆}。关蕾目：*轮”H．≈Ⅸ孔；枣#*《棋中目分妻号：rI】3II5女t标m目：A女章螭号：I¨1．6H

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7、fL束实现““。在叶片设}r过程巾，气模}L设计涉及气膜扎芈径、位置、方向及个数，而且根据冷却教果的仿真分析，需经常对气膜7L进行修改，由十气膜孔个数众多．其参数化建模及可修改性与否报大地影响涡轮叶片设计效串⋯。叫片内腔结构复杂．体#墩小．确定气模扎起始半面和终止甲而位置较为罔难。文献【7J提出的气膜孔创建方法解决了确定气膜孔打扎起始平面和终止平面的问题，但没有解决气膜孔与由腔结构的f二涉问题。目前，基于草罔的手T交互气膜扎建模的方法可以实现气膜孔的参数化建模．但需要对每个气媵7L播加约束和改变方向，过程繁琐．工作量大、且无法检查气膜孔与内腔结掏干涉与卉。周此，

8、本文提H1一个Ⅱ¨nr参散化建模卫可进行内砉l【十涉榆矗的彳1技方法，基本思想是：在叶身外表面定位‘t膜孔rp心．在垂直于气膜孔中心线方向且不与叫片宴体柑交的平面上生成气膜孔截面轮廓线，对】t进行投影，进行十涉检查，以确定对应气膜孔与内腔结构是奋发生十涉世确定对应气膜孔的终止曲面。裁剪截Ⅲ轮廓线拉伸生戚的圆柱体(叉称为气膜丁具体)与空心叶片实体求布尔差，生成{挣有气膜{L结构的叶片模型．该打法实现了参教输人，干涉检查、快速建模和编榭修改的功能l气膜孔结构及参数分析气膜孔构造的难艘：主婴是：在叶身外型表面打孔不能J玎般的孔特征；打孔方向、圆心的确定和孔与叶身内部结

9、构干涉捡查非常繁琐；气膜矩的参数化修改难度很大。网此分折气模孔结构和参数定义对快速构建气模孔非常重要．气膜孔的几何尺寸、布矬以及拎却荆的温度和通t*日■：∞I(I—cm—M镕H日■：2011*16i±Ⅲ目：Ⅲ《％3自*$ⅧH女*t2Ⅲ7^㈣“)镕f∞n：**f1988-)W“#$H^Ⅻl“％_：．±￡ⅢX”自～II■nmm■《＆$曩n·78·航空计算技术第4l卷第3期过气膜孔的质量流量影响气膜孔的冷却性能HJ。气膜孔根据位置的不同可以分为三种类型：前缘气膜孔，叶盆和叶背气膜孔。气膜孔在结构上以排为单位，为了达到最佳的冷却效果，每排气膜孔打孔方向、半径或者孔间距有

10、可能存在不同。因此本文将单排内部位置连续、间距、打孔方向和半径相同的气膜孔系列定义为组，即单排气膜孔由几组气膜孔组成，如图1所示。为了兼顾通用性，本文以某一组气膜孔为参数化对象，对其进行参数化建模研究。图1气膜孔排与组由于整排气膜孔位置的不规则性，无法由直线或圆弧阵列得到，因此需要进行气膜孔中心定位。气膜孔中心以排为单位进行定位，以组为单位分别计算该组中气膜孑L的圆心坐标。其按排定位，即由两个或两个以上位于叶身外表面的定位点pi(江1，2，⋯，Ⅳp)计算出整排气膜孔中心的轨迹曲线，如图1所示，定位点p。不一定为气膜孔在叶身外表面的打孑L中心。单组气膜孔建模参数包

11、括：D：叶片设计基准面到