本文關(guān)鍵詞：渦輪冷卻葉片結(jié)構(gòu)網(wǎng)格參數(shù)化方法研究

  更多相關(guān)文章： 渦輪葉片 參數(shù)化 建模 計(jì)算域分區(qū) 結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成

【摘要】：渦輪葉片是航空發(fā)動(dòng)機(jī)中承擔(dān)著將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的重要部件之一,長(zhǎng)期處于高溫高壓的工作環(huán)境。因此葉片形體邊界復(fù)雜、冷卻結(jié)構(gòu)繁多,進(jìn)行模型建立、計(jì)算域分區(qū)、結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成時(shí)工作量大。本文通過對(duì)葉片結(jié)構(gòu)和特征的分析,定義幾何形體表達(dá)的基本要素及布爾運(yùn)算方法,將幾何參結(jié)構(gòu)數(shù)與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)說明,對(duì)渦輪葉片的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行模型構(gòu)造;根據(jù)模型的幾何特征,概括出具有通用性的簡(jiǎn)單規(guī)則計(jì)算域的分塊方法,結(jié)合葉片的物理特性、邊界條件,對(duì)復(fù)雜冷卻結(jié)構(gòu)區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)劃分說明,擬定葉片外流域計(jì)算域分區(qū)策略并抽象成方法,將其制成模板集成在軟件中;按照分區(qū)策略進(jìn)行劃分得到的計(jì)算塊集合,根據(jù)設(shè)置的網(wǎng)格步長(zhǎng),在每個(gè)計(jì)算塊中分別通過無限插值法進(jìn)行結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成,復(fù)雜結(jié)構(gòu)之間的塊與塊鄰接表面(該表面兩側(cè)可能存在網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)不對(duì)應(yīng)的問題)設(shè)置為交接面,以解決此表面兩側(cè)可能存在的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)不對(duì)應(yīng)的問題,并將各部分的網(wǎng)格信息集中起來即可得到渦輪葉片外流域整體網(wǎng)格;最后將上述方法,利用軟件程序?qū)崿F(xiàn)渦輪葉片得參數(shù)化造型和計(jì)算域自動(dòng)分區(qū),以及結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的生成。文中從三個(gè)方面進(jìn)行渦輪冷卻葉片網(wǎng)格的自動(dòng)化生成。參數(shù)化造型,通過計(jì)算機(jī)程序?qū)ψx入的葉片設(shè)計(jì)參數(shù)xml文件進(jìn)行解析,給出特征參數(shù)對(duì)應(yīng)的幾何形體,實(shí)現(xiàn)了構(gòu)造變截面葉片模型的功能。對(duì)于每一個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)都能進(jìn)行對(duì)象屬性的調(diào)整;計(jì)算域劃分策略,根據(jù)解析給出的特征參數(shù)參數(shù)化產(chǎn)生的葉片幾何體,將葉片計(jì)算區(qū)域劃分為燃?xì)馔饬黧w域、葉片固體域以及冷氣內(nèi)流域,能夠滿足對(duì)象計(jì)算域內(nèi)結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成的條件。計(jì)算域分區(qū)策略可以根據(jù)葉片參數(shù)的改變而改變,也可以由用戶自定義進(jìn)行調(diào)整;結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的生成,實(shí)現(xiàn)對(duì)葉片造型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格自動(dòng)生成,網(wǎng)格要求為結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。采用傳統(tǒng)的貼體網(wǎng)格產(chǎn)生方法,即基于坐標(biāo)系變換的代數(shù)方程產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)的方法(TFI),并且可以控制網(wǎng)格的步長(zhǎng)。
【關(guān)鍵詞】：渦輪葉片 參數(shù)化 建模 計(jì)算域分區(qū) 結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V232.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 參數(shù)化造型14-15
• 1.2.2 渦輪葉片基本冷卻方式15-16
• 1.2.3 結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的生成16-18
• 1.3 本文主要內(nèi)容18-20
• 第二章 結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格分區(qū)和算法基礎(chǔ)20-36
• 2.1 結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成方法20-28
• 2.1.1 保角變換法20
• 2.1.2 代數(shù)生成法20-27
• 2.1.3 微分方程法27
• 2.1.4 網(wǎng)格優(yōu)化技術(shù)27-28
• 2.2 簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)分區(qū)策略28-30
• 2.2.1 計(jì)算域分區(qū)策略28-29
• 2.2.2 矩形截面計(jì)算域分塊策略29
• 2.2.3 圓形截面計(jì)算域分塊策略29-30
• 2.2.4 具有單個(gè)圓孔的矩形截面計(jì)算域分塊策略30
• 2.3 網(wǎng)格自動(dòng)劃分方法30-35
• 2.3.1 模型表達(dá)方法30-32
• 2.3.2 多塊網(wǎng)格自動(dòng)劃分32-33
• 2.3.3 網(wǎng)格自動(dòng)生成的基本過程33-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 第三章 渦輪葉片結(jié)構(gòu)分析和參數(shù)化分區(qū)設(shè)計(jì)36-56
• 3.1 渦輪葉片的結(jié)構(gòu)與分析36-38
• 3.1.1 渦輪葉片幾何參數(shù)36-37
• 3.1.2 渦輪葉片拓?fù)涮卣?/span>37-38
• 3.2 渦輪葉片參數(shù)化造型38-41
• 3.2.1 渦輪葉片葉身型面造型方法38-40
• 3.2.2 擾流柱/氣膜孔參數(shù)化造型40
• 3.2.3 縱向肋（隔板）參數(shù)化造型40-41
• 3.2.4 葉片結(jié)構(gòu)造型過程41
• 3.3 渦輪葉片外流場(chǎng)分區(qū)定義41-50
• 3.3.1 渦輪葉片外流場(chǎng)區(qū)域劃分原理41-44
• 3.3.2 外流場(chǎng)區(qū)域整體劃分44
• 3.3.3 外流場(chǎng)中前緣區(qū)域的劃分44-47
• 3.3.4 外流場(chǎng)中隔板區(qū)域的劃分47-48
• 3.3.5 外流場(chǎng)中擾流柱區(qū)域的劃分48-49
• 3.3.6 外流場(chǎng)中葉身氣膜孔區(qū)域的劃分49
• 3.3.7 外流場(chǎng)中尾緣區(qū)域的劃分49-50
• 3.4 渦輪葉片內(nèi)流及固體域分區(qū)定義50-55
• 3.4.1 渦輪葉片內(nèi)流及固體區(qū)域劃分原理50-51
• 3.4.2 內(nèi)流及固體域中前緣區(qū)域的劃分51-52
• 3.4.3 內(nèi)流及固體域中中間區(qū)域的劃分52-53
• 3.4.4 內(nèi)流及固體域中尾緣區(qū)域的劃分53-55
• 3.5 本章小結(jié)55-56
• 第四章 程序設(shè)計(jì)及軟件實(shí)現(xiàn)56-87
• 4.1 復(fù)雜形體參數(shù)化造型基本要素56-62
• 4.1.1 點(diǎn)56-57
• 4.1.2 線57-59
• 4.1.3 面59-61
• 4.1.4 體61-62
• 4.2 渦輪葉片參數(shù)化建模實(shí)現(xiàn)62-71
• 4.2.1 渦輪葉片葉身外形參數(shù)化造型62-64
• 4.2.2 渦輪葉片葉身內(nèi)形參數(shù)化造型64-67
• 4.2.3 縱向肋（隔板）參數(shù)化造型67-68
• 4.2.4 擾流柱參數(shù)化造型68-70
• 4.2.5 氣膜孔參數(shù)化造型70-71
• 4.3 渦輪葉片計(jì)算域分區(qū)實(shí)現(xiàn)71-73
• 4.3.1 分區(qū)單元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)71-72
• 4.3.2 渦輪葉片分區(qū)產(chǎn)生72-73
• 4.4 渦輪葉片的網(wǎng)格劃分實(shí)現(xiàn)73-78
• 4.4.1 形體表達(dá)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)73-74
• 4.4.2 基本算法流程74-75
• 4.4.3 網(wǎng)格劃分實(shí)例75-78
• 4.5 軟件實(shí)現(xiàn)78-86
• 4.5.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)78
• 4.5.2 界面設(shè)計(jì)78-80
• 4.5.3 功能概述80-86
• 4.6 本章小結(jié)86-87
• 第五章 總結(jié)與展望87-89
• 5.1 總結(jié)87-88
• 5.2 展望88-89
• 參考文獻(xiàn)89-92
• 致謝92-93
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文93

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本文編號(hào)：969727