【原創技術貼】CAESES在雙渦管蝸殼參數化建模中的應用
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在蝸殼的參數化建模方面,CAESES有著非常獨特的優勢。下面以一種需要控制過流面面積及形心位置的透平機雙渦管蝸殼為例,介紹蝸殼的渦管區建模思路。

圖1 雙蝸殼模型示例
圖1的綠色部分表示蝸殼的渦管區,對于設計者而言,首先需要控制渦管周向截面的面積變化,其次調整渦管周向截面的形心位置。
蝸殼兩根渦管的建模方式只有位置不同,建模思路是一樣的,截面曲線的創建以擋板頭部的圓弧作為基準,渦管截面中作為面積計算的部分屬于軸對稱的結構。

圖2 渦管截面軸對稱型線
渦管的創建流程可以簡單描述為:

以上創建流程可以集成在一個feature中,包括公式計算、型線特征創建、數值迭代等內容。Feature的創建過程如下:
(1)首先以初始φ角定義渦管;

圖3 Baffle定位示意圖

圖4 hub側渦管定位點

圖5 hub側渦管基準線

圖6 hub側渦管圓角曲線
(2)封閉hub側渦管計算面積的區域;

圖7 hub側渦管出口延伸線

圖8 裁剪hub側渦管截面型線
(3)通過CAESES自帶的getCOA功能得到渦管封閉線框的形心,利用CAESES的Brent算法進行循環迭代,最后迭代出合適的φ角,并得到最終的hub側渦管截面輪廓曲線;

圖9 hub側渦管截面中心

圖10 hub側截面中心位置優化

圖11 優化后的hub側渦管截面
(4)以同樣的方式制作另一根渦管的截面輪廓線;

圖12 shroud側渦管截面定位點

圖13 shroud側渦管截面基準線

圖14 shroud側渦管截面圓角曲線

圖15 shroud側渦管截面中心

圖16 shroud側渦管截面中心點優化

圖17 優化后的shroud側渦管截面型線
(5)將兩根渦管連接并得到整體的輪廓線,再以CAESES的Meta Surface功能得到渦管面;

圖18 渦管面
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