BladeGen案例：轴流透平叶轮

本文摘要（由AI生成）：

本文主要讲述了使用BladeGen创建轴流透平叶片的过程，包括设置初始参数、定义进出口截面、调整叶片角度、定义叶片厚度轮廓和设置前后缘形状等步骤。其中，使用ANSYS19.2进行演示，逐步增加控制点的方式可以更简便地控制厚度曲线。最后，通过3D View按钮显示轴流透平叶轮的三维模型，至此，模型创建完毕。

本文主要讲述使用BladeGen创建轴流透平叶片的过程。

本文利用ANSYS19.2进行演示

1 设置初始参数

• 启动Workbench，拖入BladeGen模块，并打开BladeGen
• 新建模型，在弹出的Initial Meridional Configuration Dialog中选择Normal Axial标签，输入子午面参数如下图所示，点OK确定

                                                                         ▲ 子午面参数设置

• 在弹出的Initial Angle/Thickness Dialog窗口中输入如下图所示参数，点OK确定

                                                                ▲ 叶片初始角度、厚度设置

• 选择主菜单Model→Properties，弹出Model Property Dialog，设置如下图所示

                                                                         ▲ 设置模型属性

2 定义进出口截面

• 在子午面视图中双击Shroud进口控制点，在弹出的Point Location Dialog窗口中输入如下图所示参数，点OK确认

▲ Shroud进口控制点设置

• 双击左下角控制点，在弹出的窗口中输入如下所示参数，OK确认

                                                                         ▲ Hub进口控制点设置

• 双击Hub出口控制点，在弹出的窗口中输入如下图所示参数，OK确认

                                                                               ▲ Hub出口控制点设置

• 双击Shroud出口控制点，在弹出的窗口中输入如下图所示参数，OK确认

                                                                            ▲ Shroud出口控制点设置

• 右击Hub轮廓线，在弹出的菜单中，选择Convert Points to→Spline Curve Points...，设置控制点数为2，对Shroud轮廓线执行同样操作

                                                                            ▲ Shroud/Hub轮廓控制点置

3 调整叶片角度

3.1 调整Shroud处叶片角度

• 先激活Shroud的角度图层，右击空白处，在弹出菜单中选Adjust Blade Angles，在之后弹出的窗口中输入如下图所示参数，OK确定

                                                                                    ▲ 前缘角度设置

• 切换至Trailing Edge标签，输入如下参数，OK确认

                                                                                          ▲ 后缘角度设置

• 右击角度视图，选择Beta Definition，再次右击角度视图，选择Convert Points to→Spline Curve Points...，设置控制点数为5，通过拖动控制点获得如下图所示的曲线

                                                                        ▲ Beta角度曲线调整

3.2 调整Hub处叶片角度

• 激活Hub图层，右击角度视图，选择Adjust Blade Angles，在之后弹出的窗口中输入如下图所示参数，OK确定

                                                                                ▲ 前缘角度设置

• 切换至Trailing Edge标签，输入如下参数，OK确认

                                                                                        ▲ 后缘角度设置

3.3 调整叶片中间位置的角度

• 激活中Span = 0.5的间位置图层

                                                                            ▲ 激活Span = 0.5的图层

• 调整Span = 0.5处叶片前缘角度如下图所示

                                                                                    ▲ 前缘角度设置

• 切换至Trailing Edge标签，输入如下参数，OK确认

                                                                                    ▲ 后缘角度设置

• 与3.1节中调整Shroud轮廓角度曲线的过程相同，通过调整获得如下图所示角度曲线

                                                                            ▲ Beta角度曲线调整

4 定义叶片厚度轮廓

4.1 定义基本形状

• 激活Shroud的厚度图层，右击空白处，在弹出的菜单中选择Convert Points to→Spline Curve Points，弹出Point Count Dialog窗口，设置控制点数为3，OK确定
• 双击前缘控制点，在弹出的窗口中输入如下图所示参数，OK确定

                                                                            ▲ 前缘厚度设置

• 同理，设置尾缘处的厚度分别为0.5 mm，获得如下图所示的厚度曲线
• 设置Span = 0.5处的厚度为3.25，M = 9，具体如下图所示

                                                                         ▲ Span = 0.5处厚度设置

• 获得Shroud处基础厚度曲线如下如图所示

                                                                     ▲ Shroud处基础厚度曲线

• 继续增加控制点数至7，调整厚度曲线如下图所示

                                                                           ▲ 最终的厚度曲线

注：逐步增加控制点的方式可以更简便的控制厚度曲线

• 同理可以设置Hub、Span = 0.5处的厚度曲线，这里不再赘述

5 设置前后缘形状

• 点击窗口左侧叶片属性设置按钮，弹出Blade Property Dialog窗口，输入下图所示参数，OK确定

                                                                          ▲ 前后缘形状设置

• 点窗口右侧3D View按钮，显示轴流透平叶轮的三维模型，至此，模型创建完毕

                                                                        ▲ 三维模型显示