Numeca培训教程系列1_3D叶片造型

尤迈克（北京）流体工程技术有限公司NUMECAFINE/Design3D2.1培训教程三维叶片造型AutoBlade尤迈克（北京）流体工程技术有限公司版权所有尤迈克（北京）流体工程技术有限公司Page1确定叶轮形状的因素1.子午通道位置＋叶片形状＋叶片积叠规律＋叶片安装位置可精确定义一叶轮形状2.通过端壁形状可确定子午通道形状3.通过中弧线、厚度分布或者压力面吸力面控制点可定义叶片截面形状，结合积叠规律及安装位置可确定唯一三维叶片尤迈克（北京）流体工程技术有限公司Page2AutoBlade叶片造型步骤用户界面(GUI)流面定义端壁型线控制积叠规律叶片定义叶片填充及切割几何分析叶型输出建立/打开项目总体参数定义切换、退出界面等菜单管理端壁型线类型（BEZIER/C-SPLINE，Composite…)控制点数目、控制点坐标（控制变量值）子午通道形状(柱状、锥状、离心…)造型截面数目及位置插值截面数目(位置)三维积叠规律控制(型心/前缘/后缘/最大厚度)弯掠规律控制叶片压力面吸力面定义中弧线+厚度分布中弧线+型线控制点叶片后缘填充处理叶片切割处理厚度/曲率/角度/喉口面积/弦长/安装角/端壁型线/通道形状……geomturbo专用文件格式Par参数化文件格式Iges通用CAD接口格式尤迈克（北京）流体工程技术有限公司Page3用户界面1234561叶片几何模型定义工具栏2操作菜单3快捷工具栏4视图区域5视图模式快捷工具栏6文本输入栏尤迈克（北京）流体工程技术有限公司Page4用户界面-按钮等同与FileÆNew功能，新建工程项目等同与FileÆOpen功能，打开已有项目几何形状等同与FileÆSave功能，保存当前几何项目等同与EditÆUndo功能，取消上次操作等同与EditÆRedo功能，恢复上次操作等同与GeometryÆImport功能，参数化叶型或拓扑结构导入等同与GeometryÆParemeterList功能，显示所有造型几何参数等同与GeometryÆShowmessage功能，查看提示信息等同与ViewÆBlade-2-Blade功能，进行B-2-B显示等同与ViewÆSweepLaw功能，前后掠规律显示等同与ViewÆLeanLaw功能，弯曲规律显示等同与ViewÆ3DModel功能，三维叶片显示压力面/吸力面控制点显示切换主叶片/分流叶片切换叶片截面切换尤迈克（北京）流体工程技术有限公司Page5用户界面-按钮显示/隐藏折入式菜单等同于GeometryÆEndwalls功能，激活端壁类型定义窗口等同于GeometryÆStreamSurfaces功能，激活流面定义窗口等同于GeometryÆStackingLaws功能，激活积叠规律定义窗口等同于GeometryÆMainBlade功能，激活主叶片定义窗口等同于GeometryÆSplitterBlade功能，激活分流叶片定义窗口等同于GeometryÆEffects功能，激活叶片特殊处理效果窗口(填充/切割)等同于GeometryÆOptionalQuantities功能，激活可选参数显示窗口等同于GeometryÆGeometryAnalysis功能，激活几何分析窗口*注：以上的按钮所对应的窗口绝大多数仅仅是类型或者结构的定义，而不设计控制参数及几何参数的具体数值、绝大多数的数值都是在Parameterlists所对应的窗口中或者通过鼠标控制/文本况输入的方式来给定的。尤迈克（北京）流体工程技术有限公司Page6Step1.进入AutoBlade主界面1.由始Æ程序ÆNUMECA_SoftwareÆFINE62_1ÆFINE气动FINE主界面22.点击“Cancel”按钮取消弹出式菜单。3.通过ModulesÆAutoBlade切换至AutoBlade主界面3.13.23.3尤迈克（北京）流体工程技术有限公司Page7Step2.项目管理*1.新建工程项目或者打开已经存在的工程文件(.par)*2.调入几何模板或者打开已存在的参数化文件(.par)2.12.2*注意事项1.进入AutoBlade后，如果打开一个已经存在的参数化叶型（比如先前用AutoBlade生成的叶型），则无需再进行第二步操作。但必须保证将要设计的叶轮形状与打开的几何叶型具有相同的结构（都是轴流或离心类型，否则将会给后续设计带来不必要的麻烦）2.如果将要设计的叶轮不是以已经存在的某par项目作为基础进行设计，则必须定值该叶轮的类型（轴流?离心？…），必须保证所选取的模板类型与将进行设计的叶轮类型相同，否则将会给后续设计带来不必要的困难甚至无法生成。3.AutoBlade提供五种模板：AxialCompressor/AxialTurbine/CentrifugalCompressor/CentrifugalCompressorWithSplitter/RadialDiffuser这五种模板几乎可以囊括所有的旋转机械类型，例如离心泵/向心透平/混流式结构/回转弯道等都可以采用CentrifugalCompressor或者CentrifugalCompressorWithSplitter的模板来进行生成尤迈克（北京）流体工程技术有限公司Page8Step3.端壁定义1.按照Step2中第二步打开某一模板打开模板之后的默认几何形状及视图2.点击“EndWalls”按钮，激活端壁控制线类型设定窗口尤迈克（北京）流体工程技术有限公司Page9Step3.端壁定义(2)端壁型线类型种类及说明端壁型线类型种类及说明1.BezierCurve(4ControlPoints)：三阶BEZIER曲线，通过八个参数控制点以及两个角度确定一条型线。参数为(Z1,R1),(Z2,R2),L1,L2,α1,α2。其中(Z1,R1)(Z2,R2)为端点，L1,L2分别为到第一个端点和第二个端点的长度，α1为Bezier曲线前端角度，α2为Bezier曲线后端角度。该曲线三阶光顺。2.Beziercurve(nControlPoints)：高阶Bezier曲线。通过n×2个参数来控制，控制点分别为各个点的Z、R坐标；用户可以定制控制点数目（界面中“Numberofcontrolpoints”。曲线n阶光顺。*曲线不过控制点（端点除外）3.Cubic-BSpline(ncontrolpoints)：三次B样条曲线，由n×2个参数来控制，控制点分别为各个点的Z、R坐标，用户可定制控制点数目（界面中“Numberofcontrolpoints”），曲线三阶光顺。*曲线通过控制点4.CompositeLine-Bezier-Line：复合线形，由直线+Bezier曲线+直线组成，用户可以添加中间控制点。共10+n×2个控制参数参数，其中n为用户添加的内部控制点数目尤迈克（北京）流体工程技术有限公司Page10Step3.端壁定义(3)5.UserDefined(用户自定义型线)用户可以通过导入数据文件来定义端壁形状数据文件格式：n（离散点个数）5Z1R10.00.15Z2R20.050.15Z3R30.10.14……….…………..ZnRn0.20.13*注：在导入数据选项中，用户可以选择控制点的连接类型interpolationtype:polylineorcubicspline，分别对应折线控制和三次样条控制。文件调入后，用户仍然可以对控制点进行调整（数值或者鼠标控制）。控制过程中，控制点的变化按照用户定义的连接方式进行曲线控制。6.Composite(nelements)使用范围最广但是也是最复杂的端壁定义方式，用户可以添加任意段的直线、Bezier曲线、三次B样条、三次C样条、自定义线或者它们的任意组合。其中每一段曲线（直线及自定义曲线除外）的控制点皆为3个。*注：对应于每一段线，使用人员需要确定是否保证该线段与其它线段之间的光顺性，对应Start或者End的Continuity.以上定义方式同时适用与Hub和Shroud。尤迈克（北京）流体工程技术有限公司Page11Step3.端壁控制参数值及调整1.数值控制通过按钮激活参数控制表，在Endwall一栏中输入对应的数值。参数变量名满足以下规则：HUB：轮毂线SHROUD：轮盖线Z：Z坐标（轴向坐标）R：R坐标（半径坐标）1.2.3…：控制点的序号Beta：角度值（度）L：线段长度变量的命名是按照以上一个关键词的组合构成的。*在AUTOBLADE中，除非特殊指明，所有的角度单位都是度，顺时针方向为负，逆时针方向为正。所有长度或者坐标值都没有单位，量纲有用户统一。但为了保证在CFD_SCREENING、DATABASE、OPTIMIZATION中CFD计算的方便性，推荐所有的长度及坐标单位为“米”。2.鼠标控制在MERIDIONAL视图中移动，当鼠标指针靠近某曲线时，该线会变色。此时，用鼠标左键点击可以激活控制点控制方式，视图上会显示该曲线的控制点或者控制参数位置。用户用鼠标左键点击某控制点或者某些变量时，该控制点或变量名将变为红色，此时用户可以自由调整控制点位置或者角度线方向。*曲线的控制点显示的方式与用户在Endwall页面中设定的曲线类型相关，用户在Meridional界面中看到的控制变量与Endwall页面中定义的曲线类型对应的变量类型相同。在Meridional视图中，用户除了可以动态控制上下端壁两条线的控制点或者控制参数，还可以控制叶片前缘线、后缘线的位置。3.鼠标和数值同时控制除了以上两种方法以外，用户还可以在窗口中进行动态参数输入。按照第2步方法，将控制点控制方式激活，视图中出现绿色线条及绿色控制点（实心或者空心）。将鼠标移动至相应的控制点，并点击鼠标左键，则该控制点或者控制线将变为红色，此时在窗口下侧会出现“EnterValuesormovemousepointer”，在AUTOBLADE最下侧窗口处的文本框中输入对应的数值则可精确确定该控制点的位置或者控制线的走向*注意事项：当使用人员使用2或3的方法进行控制时，必须保证参数表处于关闭状态，因为当参数表打开时，用户在界面上的控制位置或输入的数值不能对参数表中的对应参数进行更新，此时，如果使用人员点击了参数表中的“Ok”按钮，则所有的参数仍将使用参数表中的数值。如果参数表处于关闭状态，则使用人员在界面中使用2或3的方法进行的修改将自动对参数表中的数值进行更新。尤迈克（北京）流体工程技术有限公司Page12Step4.流面定义1.点击“Streamsurfaces”按钮激活流面定义页面对于离心式机械，可选择的子午流面定义方式有两种：HubtoshroudlinearinterpolationPlanar—Radial其中Planar-Radial方法一般用于纯离心结构或者向心结构。对于离心压气机，一般选用第一种方法。此外，有其它三种定义方式用于不同结构：1.Planar—axialcase轴流流面结构。该定义方式下的叶型截面是在Z-X平面内定义的。此时叶片的所有截面阶为一平面，实际的叶片由端壁线截取。2.Cylindercal轴流流面结构。该定义方式下的叶型截面在Z-R回转面上定义。此时叶片的所有截面皆为半径回转面，实际的叶片由端壁截取。3.Conical轴流流面结构。该定义方式下的叶型截面在锥状回转面上定义。此时叶片的所有截面为不同锥度的回转面（锥度变化）。注：除了HubtoShroudlinearinterpolation结构之外，其余的四种结构设定都需要给出上下端壁的参考坐标值（Z或R或X或角度），原则上要求这些参考坐标所形成的区域可以包络上下端壁所形成的区域。Planar-AxialPlanar-RadialConicalCylinderical2.点击“Spanwiselocations”按钮激活截面位置定义页面该页面中参数用于定义沿叶高方向将进行设计的主截面数目以及插值截面数目。主截面(Primarysections)是指在后续的设计中将进行认为设定和控制的截面，而插值截面（