轴流压气机叶型设计理念与设计方法

目录丛书序前言第1章 轴流压气机叶型主要参数及基本分类1.1 叶型与平面叶栅的主要参数 0011.1.1 轴流压气机基元级平面叶栅 0011.1.2 叶型的几何参数 0031.1.3 平面叶栅的几何参数 0041.1.4 平面叶栅的气动参数 0051.1.5 叶栅(叶型)性能的评价参数 0051.2 低速及亚声速叶型 0061.3 跨声速叶型 0081.3.1 任意平直前缘叶型 0081.3.2 双圆弧叶型 0091.3.3 超临界叶型 0131.3.4 可控扩散叶型 0141.4 超声速叶型 0171.4.1 尖劈叶型 0171.4.2 钝尾缘叶型 0171.4.3 多圆弧叶型 0181.5 高负荷大弯度叶型 0191.5.1 高负荷大弯度叶型概述 0191.5.2 常规大弯度叶型 0201.5.3 开缝叶型 0211.5.4 变几何叶型 0211.5.5 串列叶型 0231.6 小结 025第2章 任意中弧线叶型设计方法2.1 叶型设计基本原则 0262.2 叶型截面中弧线生成方法 0272.2.1 多项式中弧线 0272.2.2 指数中弧线 0312.2.3 圆弧中弧线 0352.2.4 多圆弧中弧线 0362.3 常规叶型厚度分布特征 0382.3.1 标准厚度分布 0382.3.2 双圆弧厚度分布 0402.4 小结 041第3章 四段圆弧超声速叶型设计方法及分析3.1 概述 0423.2 四段圆弧中弧线的生成方法 0433.3 四段圆弧厚度的生成方法 0453.3.1 圆弧的生成 0453.3.2 圆弧的离散过程 0473.4 超、跨声速叶型设计分析 0493.4.1 原始叶型设计参数及特点 0493.4.2 改进设计叶型与原始叶型参数的比较 0503.4.3 叶栅流场计算和结果分析 0513.5 小结 054第4章 基于NURBS的叶型/叶片几何参数化技术4.1 概述 0554.2 NURBS函数曲线的描述 0564.2.1 NURBS 曲线、贝赛尔曲线及B样条曲线的区别 0564.2.2 NURBS曲线描述方法的优势 0574.2.3 NURBS曲线的描述方程 0574.3 叶型的参数化处理 0584.3.1 中弧线的参数化 0584.3.2 厚度分布的参数化 0594.3.3 吸、压力面几何型面的参数化 0614.3.4 二维基元级前、尾缘的参数化 0624.4 叶型几何曲线控制点的求解 0654.4.1 NURBS几何曲线的计算 0654.4.2 节点矢量的确定 0664.4.3 叶片基元级型线控制点的求解 0664.5 基于NURBS曲线的叶片三维构型 0684.5.1 三维叶片积叠线的参数化 0684.5.2 三维叶片的蒙面生成 0714.5.3 三维叶片的积叠生成 0724.5.4 对转压气机叶片的构型算例 0734.6 小结 076第5章 基于人工神经网络技术的叶片优化设计技术5.1 概述 0785.2 训练样本数据库的建立 0785.2.1 训练样本数据库中数据的前处理 0785.2.2 训练样本数据库的构成 0795.3 某两级风扇转子的原始流场分析 0815.4 某两级风扇第二级转子叶片的优化改型设计 0855.4.1 风扇第二级转子叶片的优化设计过程 0855.4.2 风扇第二级转子叶片的优化结果及分析 0865.5 对转压气机叶片的优化改型设计 0895.5.1 对转压气机流场的数值模拟 0905.5.2 对转压气机**级转子叶片优化设计过程 0935.5.3 对转压气机**级转子叶片优化设计结果及分析 0935.6 小结 100第6章 基于神经网络技术的压气机叶片优化设计系统6.1 软件需求分析 1026.1.1 需求概述 1026.1.2 功能需求 1036.1.3 性能需求 1076.1.4 其他属性需求 1076.2 系统总体设计 1086.2.1 总体设计目标分析 1086.2.2 系统模块设计 1106.2.3 设计流程 1146.3 软件的设计模式与软件结构方案 1186.3.1 概述 1186.3.2 软件结构方案 1196.4 软件界面设计与实现 1206.4.1 界面设计思路 1206.4.2 系统主界面的设计与实现 1216.5 功能模块详细设计与实现 1246.5.1 二维功能模块 1246.5.2 软件项目管理 1316.5.3 三维功能模块 1336.5.4 叶片调节 1366.5.5 叶片导入 1376.6 关键开发技术 1386.6.1 软件的模块化搭建 1386.6.2 进程调用与多线程技术的应用 1396.6.3 数据可视化 1396.7 自主开发的叶片气动优化设计平台 1406.8 小结 142第7章 级环境下风扇/压气机全三维叶片优化设计7.1 概述 1437.2 全三维风扇转子叶片优化设计 1447.3 优化前后风扇特性及流场分析 1467.4 对转轴流压气机后排转子优化设计 1517.5 优化前后对转压气机特性及流场对比分析 1527.5.1 优化前后对转压气机特性对比分析 1527.5.2 优化前后对转压气机流动参数对比分析 1547.6 小结 161第8章 基于遗传算法的压气机叶型多目标优化设计8.1 概述 1628.2 优化变量选择 1628.3 适应度函数的设计 1638.4 风扇静子根部叶型优化分析 1648.5 可控扩散叶型设计与实验验证 1678.5.1 A3 叶型设计状态 1688.5.2 A3 叶型几何参数 1688.5.3 叶栅实验状态 1688.5.4 实验结果及分析 1698.6 小结 177第9章 针对特殊气动需求的压气机叶型设计9.1 超高总压比压气机叶型设计 1799.1.1 超声速超大弯度冲动式转子叶型设计 1799.1.2 超高来流马赫数静子叶型设计 1839.1.3 超声速大弯角吸附式叶型设计 1859.2 低雷诺数压气机叶栅流动特性与改型设计 1889.2.1 某型压气机二维叶栅在地面和高空的流场特性对比 1889.2.2 压气机二维叶栅改型设计思路及技术途径 1909.2.3 小结 1969.3 低雷诺数压气机层流叶型设计 1979.3.1 概述 1979.3.2 层流叶型设计 1989.4 小结 206第10章 叶轮机械叶型设计的势、流函数反方法10.1 概述 20810.2 反方法设计叶型的基本流程 20910.3 类无旋势、流函数反方法 21010.3.1 基于类无旋方程的势、流函数解析方法 21110.3.2 求解的物理域及计算域分析 21710.3.3 初始叶型设计算例分析 21910.4 势、流函数反方法叶型优化设计 22210.4.1 叶型弯角优化 22210.4.2 前缘优化 22910.4.3 厚度分布的调整 23310.5 考虑攻角、落后角的优化设计 23610.6 反方法设计叶型与几何方法设计叶型的对比 23910.7 小结 243第11章 前缘构型对叶型气动性能的影响研究11.1 概述 24411.2 椭圆弧前缘构型 24411.2.1 椭圆弧前缘构型设计方法 24411.2.2 椭圆弧前缘构型对超声速叶型的气动性能影响研究 24811.3 非对称前缘构型 25211.4 对称曲率连续前缘构型 25611.5 小结 258参考文献 260