基于奇点分布法的涡轮钻具叶型设计

在高速及小直径涡轮钻具的叶型设计中,采用常规方法难得到令人满意的叶型,而采用奇点分布法来设计涡轮钻具叶型是值得尝试的。根据奇点分布法的设计流程,首先计算了涡轮钻具叶栅的叶片数、绕翼型环量、无穷远处均匀来流速度。其次,选取环量密度分布规律,设计了涡轮钻具的叶型骨线,并采用六次多项式对叶型骨线进行光滑。再次,根据翼型库中翼型的表达方式,研究了沿叶型骨线加厚叶型的方法,得到了有厚叶型,并确定了厚度圆与叶片吸力面和压力面型线的切点计算方法,提供了叶片在制造时的必需坐标点。最后,根据工程数据,设计了某型涡轮钻具的叶型,采用CFD软件对其叶型进行了流场仿真。仿真结果表明叶型性能优良,证明了奇点分布法在涡轮钻具叶型设计中的可行性,特别是对设计高速涡轮钻具更是一种行之有效的方法。

混流式水轮机叶片设计与木模图的数值实现

针对传统的混流式水轮机转轮叶片设计方法(如保角变换法)设计周期较长,且不易实现叶片模型制作的状况,通过给定速度矩方程对叶型骨线方程进行逐点积分,并由包角的误差分析对速度矩方程的系数进行修正,实现叶片正面型线的设计,在叶片正面计算流面上使用导出的最大流面厚度公式直接进行叶型加厚,得到水轮机叶片的背面叶型.文中同时给出了各部分的数学分析数值计算表达式,并用CAD系统进行叶片木模图的绘形.从得到的木模图可以看出,用该方法设计更为优化,能较好地体现设计要求,并符合实际转轮叶片的形状,确保了计算和造型的准确性,可用来进一步实现水轮机的整体水力性能分析.由于模型是数值生成,故结合相应的机械加工程序,可实现叶片木模的数控加工.