葉片/翼型參數(shù)化造型技術(shù)的案例
葉片/翼型參數(shù)化造型技術(shù)
在流體力學(xué)領(lǐng)域，一說弄個(gè)翼型算個(gè)流場(chǎng)，基本上初學(xué)者就能很快掌握，似乎二維固定壁面的東西都是入門的簡(jiǎn)單東西。
在AI和各種軟件工具高度發(fā)展的今天，這些東西好像變得沒那么重要了。最近聽到一些葉輪機(jī)械方向的研一學(xué)生的聊天，所言都是什么注意力機(jī)制，什么卷積。
前些年這些詞還是多目標(biāo)優(yōu)化、大數(shù)據(jù)、雙碳等等。
科研圈的詞匯貶值速度也是很快的。大家摻大模型進(jìn)去了，你還沒摻，這不是落后了嗎。
實(shí)際上真到了設(shè)計(jì)制造中，又必須一步步從二維開始做，還要不斷的優(yōu)化，直至達(dá)到目標(biāo)。
以葉片和機(jī)翼為例，從仿真到風(fēng)洞，不斷對(duì)二維葉型/翼型進(jìn)行迭代優(yōu)化。為什么實(shí)際型號(hào)中要死磕二維呢？
原因很簡(jiǎn)單，因?yàn)橄啾热S，二維是心里最有底的，無論試驗(yàn)可靠性還是成本都是能托底的。問題到了三維復(fù)雜構(gòu)型以后，可能影響到設(shè)計(jì)指標(biāo)的東西太多了，牽一發(fā)而動(dòng)全身。有時(shí)候改了不如不改。
這種情況，在二維階段就要求設(shè)計(jì)師對(duì)各種幾何參數(shù)的特點(diǎn)以及其對(duì)氣動(dòng)特性影響規(guī)律要非常熟悉，當(dāng)指標(biāo)達(dá)不到的時(shí)候依靠經(jīng)驗(yàn)知道往什么方向改。
類似于結(jié)構(gòu)力學(xué)領(lǐng)域，很多人遇到啥問題都把它簡(jiǎn)化成梁，然后很快就能知道這個(gè)東西的大致規(guī)律。差生文具多，文具多也可能導(dǎo)致差，因?yàn)樵綇?fù)雜的理論模型，越不容易摸到規(guī)律。
本期聊聊作為入門的基礎(chǔ)的，葉片/翼型參數(shù)化造型技術(shù)。
葉/翼型參數(shù)知多少
我剛開始接觸這個(gè)東西，最讓驚訝的就是一個(gè)看起來平平無奇的翼型，竟然有那么多幾何參數(shù)，有些是造型用的，有些是造完型計(jì)算出來的。
1. 弦長(zhǎng)
弦長(zhǎng)：翼型通常理解為二維機(jī)翼，它前端圓滑，尖點(diǎn)稱為后緣；翼型上距后緣最遠(yuǎn)的點(diǎn)稱為前緣；連接前后緣的直線稱為翼弦(chord)，其長(zhǎng)度稱為弦長(zhǎng)。如下圖所示：
2.
展開 基于特征的離心泵葉片參數(shù)化三維造型
介紹了pro/e二次開發(fā)的方法,對(duì)離心泵葉片三維參數(shù)化造型進(jìn)行研究并建立特征模型。利用定義了參數(shù)和拓?fù)潢P(guān)系的離心泵葉片的pro/e模型文件,通過二次開發(fā)工具pro/TOOLKIT對(duì)模型文件中定義參數(shù)進(jìn)行訪問,最終完成離心泵葉片的參數(shù)化三維造型
基于特征的離心泵葉片參數(shù)化三維造型.pdf
流體有限元求解器開發(fā)-SUPG迎風(fēng)格式與SA湍流模型
0度攻角結(jié)果
5度攻角結(jié)果
系統(tǒng)
到目前為止，在流體方向我們已經(jīng)開發(fā)了：
（1） 翼型造型算法和軟件：《葉片/翼型參數(shù)化造型技術(shù)》
（2） 網(wǎng)格生成算法：
（3）結(jié)冰算法和軟件：
（4）不可壓流動(dòng)求解器
可以說，上述算法模塊已經(jīng)形成了一個(gè)小型的“生態(tài)系統(tǒng)”，如果我們?cè)偌由弦砻嫔妥枇τ?jì)算，基本就可以實(shí)現(xiàn)：幾何造形設(shè)計(jì)、網(wǎng)格生成、CFD計(jì)算、冰形計(jì)算、性能評(píng)估的完整流程。
如果再摻一點(diǎn)優(yōu)化算法，可以實(shí)現(xiàn)更多的功能，這大概就是自研系列化軟件的好處。
