轴流风机机翼型叶片
参数
转速和进给参数表a氧化沟运行参数高温蒸汽处理医疗废物pid参数自整定算法口腔医院集中消毒供应
化建模
方法
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.doc
轴流风机机翼型叶片参数化建模方法 ail:basei@163.com摘 要:本文通过创建翼型模板，结合 Matlab 与 UG 软件,探讨了风机翼型叶片参数化建模 的方法，给出了翼型中线为圆弧时的翼
型坐标算法、各截面安装角和站位的处理方法以及 Matlab 实现程序。并提出了叶片在 UG 建模时应注意的问
题
快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题
。文中提出的方法，减少了风机 建模的工作量，缩短了风机 CFD 前处理周期，提高了风机流场 CFD
分析
定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析
计算的效率和质量。 关键词:叶片;参数化
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
;UG;Matlab1. 前言随着CFD技术的迅速发展，对风机流场计算分析的要求越来越多。风机仿真计算的前期 工作量相当大，主要表现在机翼型叶片的建模，其中包括风机叶轮的机翼型叶片，机翼型前 导流叶片和叶轮后的止旋片建模。通常在UG软件中输入大量的翼型坐标点是相当麻烦的， 而使用*.dat文件导入这些数据的方法要方便的多， 但是对不同的叶片计算截面采用*.dat文件 手工导入翼型坐标点的工作量仍然非常大，并且修改起来也不方便。通过分析可知，叶片不 同计算截面的翼型曲线是相似的， 同种翼型只因弧长以及中线形状不同而不同， 因此完全可 以考虑采用参数化建模的设计方法。采用这种方法可以缩短建模时间，节省大量的工作量， 且所建的模型也易于修改。 因为在对风机流场进行CFD分析计算时改变风机叶片翼型是对风 机模型的重大修改需要花费大量的时间， 有了这种方法可以较轻松的完成修改。 本文就是基 于这种思想，介绍了用Matlab与UG两个软件结合进行风机叶片参数化建模的方法，本方法 利用Matlab强大的数据处理能力处理翼型离散点[1]， 用UG强大的三维曲面建模能力构建叶片 复杂曲面。2. 翼型离散点的参数化处理2.1 翼型模板的建立翼型模板的建立是实现参数化设计的第一步， 建立翼型模板库是一个积累的过程， 需要 将每次用到的翼型和收集到的有价值的翼型参数通过手工输入， 建立起翼型模板库， 在进行 风机叶片建模时就可以非常方便的从翼型模板库里直接调出所需要的翼型。 在 Matlab 中可以通过一个两列矩阵建立起翼型模板， 第一列输入原始翼型的 x / l 值， 第1
at 文件即可。有了翼型模板，在进 行叶片建模时就可以根据各计算截面的翼型弦长，直接得到原始翼型各离散点的坐标值。2.2 实际翼型的处理实际翼型有很多种，大部分都是在原始翼型的基础上通过改变翼型中线的形状得到的， 其中最常见的是中线为圆弧或多段圆弧组合的翼型， 因此这里以圆弧翼型为例， 给出翼型坐 标点的变换算法及 Matlab 程序，多段圆弧可作相似处理。 此算法有三个目的: 1. 使原始翼型变为中线为圆弧的翼型 2. 使翼型的几何中心与坐标原点重合，以便于后期叶片拉伸建模方便。 3. 使翼型的安装角与设计相同，以便于后期叶片建模。 算法思想:先在圆柱坐标系下进行变换，以中线圆弧圆心为原点，用半径 r 和角度 θ 坐标确 定翼型各离散点位置，再转换到笛卡尔坐标系中，以便于 UG 导入。 算法实现: 1. 将原始翼型的 X 坐标转换为圆柱坐标系下的 θ 坐标:θ =α ×其中: α --翼型中线圆弧所对应的圆心角X ll --翼型中线圆弧长2. 将原始翼型的 Y 坐标转换为圆柱坐标系下的 r 坐标:r = R +Y其中: R --翼型中线圆弧半径3. 再将翼型安装角转为零:θ1 = θ ?4. 将翼型转至需要的安装角 β :α。2θ 2 = θ1 + β5.
将圆柱坐标系下坐标 ( r , θ ) 转化到相同原点的笛卡尔坐标系下的坐标 ( x, y ) :x = r × cos(θ 2 ) ; y = r × sin(θ 2 )6. 最后将翼型几何中心移到坐标原点:2
文件，对叶片所需 各截面翼形离散点进行批处理。下面以 NACA
叶型为例给出 Matlab 程序的框架。此段程序 是可以同时处理叶片
的所有各截面翼形的，各截面的处理后的最终坐标存放在 Results
单元 中。本程序中使用结果保存的 Results 采用 cell 格式，可以
很好的管理、存放各不同截面翼 形的数据，其中每一个小单元都是
一个三列矩阵，存放一个截面翼型的 ( x, y , z ) 坐标，这对 于之后
的输出*.dat 文件是很有帮助的，得到的截面翼型的 ( x, y , z ) 坐标
直接复制到记事本 中，以截面站位坐标为文件名，保存为.dat 文件
以供 UG 导入。 NACA=[ ; ]; %翼型模板建立 %初始化参数
C=[ ]; %弧长 c=0.4; %型心位置与弧长比 theta=[ ]; %圆心角 r=[ ]; %
截面站位 beta=[ ]; %安装角 deta=0.5.*theta; alpha=(c-
0.5).*theta+beta; %开始处理 RR=R(C,theta); %RR 中线圆弧半径
CC=RR.*theta.*pi./180; n=size(r,2); Results=cell(,); %结果保存单元创
建 for i=1:n N=CC(i).*NACA(:,2); T=theta(i).*NACA(:,1)-deta(i)+beta(i); RTop=RR(i)+N; xTop=RTop.*sin(T/180*pi); yTop=RTop.*cos(T/180*pi); RBottom=RR(i)-N;
xBottom=RBottom.*sin(T./180*pi); yBottom=RBottom.*cos(T./180*pi); one=ones(,1); RRX(i)=-sign(alpha(i)).*RR(i).*sin(alpha(i)/180 *pi); RRY(i)=RR(i).*cos(alpha(i)/180*pi); Bottom(:,1,i)=xBottom-RRX(i); Bottom(:,2,i)=yBottom-RRY(i); Bottom(:,3,i)=r(i).*one; Top(:,1,i)=xTop-RRX(i); Top(:,2,i)=yTop-RRY(i); Top(:,3,i)=r(i).*one; Results(i,1)={Bottom(:,:,i)}; Results(i,2)={Top(:,:,i)}; end3.风机叶轮三
维几何造型3.1 叶片曲面生成把包含各个截面站位的翼形离散点数
据的*.dat 文件导入 UG， 就可以用三次样条曲线拟3
atlab 和 UG 结合起来进行叶片参数化建模的方法，并提出了构 建翼型坐标函数库思想， 提出了当翼型中线为圆弧时的翼型坐标算法和各截面安装角和站位 的处理方法，以及它们的 Matlab 实现(当然也可使用其它计算软件实现，如 Excel 等) 。通 过一个实例， 演示了一个叶轮三维几何模型生成的全过程， 并提出为了后期格划分的方便， 建模时应注意的事项。希望通过本文的介绍，可以缩短风机叶片建模的时间，提高 CFD 前 处理的质量和效率。5
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