基于NURBS的叶片优化设计与OpenGL中的渲染仿真系统的开发
发布时间：2020-10-11 20:03
在影响压气机性能的各项因素中,压气机叶片的几何形状以及其对应的气动性能对压气机的整体性能起着非常关键的作用,因此能否设计出好的叶片是整个压气机设计环节中很关键的一环。 本文针对压气机叶片采用了NURBS造型技术,独立研究开发出专门用于叶片设计的NURBS曲线曲面类、中弧线类、厚度分布类、吸压力面类以及三维实体类,并由此完成了二维基元级的完整设计和用蒙面法生成三维叶片的全部工作;在利用技术已经完全成熟的流场计算程序进行气动性能计算和分析之后,将叶片气动性能参数与NURBS曲线曲面的形状控制因子相关联来对叶片的几何形状进行二次优化设计,在对实际工程中某型发动机压气机静子叶片的重新优化设计后,使得该叶片相对于优化前,马赫数分布更加合理,总压恢复系数也有了很明显的提高。 在此基础上,本文利用这些技术以VC++6.0作为开发平台,采用目前最新的软件设计思想——模块化设计及MVC设计模式,独立研究开发出一套叶片智能优化设计软件,同时实现了在OpenGL环境中对三维叶片的渲染仿真过程。通过对多个发动机压气机叶片的优化设计应用,表明该软件具有良好的工程实用价值和可靠性。 本文研究开发的软件各个功能模块实用性好,功能比较完备,接口简单,专业性强,具有一定的继承性和后续发展潜力,只要通过不断的深入丌发研究将使之能够成为叶轮机叶型优化设计的有力辅助工具。
【学位单位】：西北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2005
【中图分类】：TH45
【部分图文】：
个三维叶片(或者是二维基元级)的型面，使之能够共有更好的气动性能，从而达到优化整个三维叶片(或者是二维基元级)气动性能的目的。图2.17和图2.18分别给出了根据这种优化思路，在某工程实践项目中的叶片墓元级优化前后对比图和三维n一卜片优化前后对比图。其中颜色较浅、线形较细的图形是优化前的图形，而线形较粗且颜色较深的图像是经过优化设计后的图形。通过最终的实际气动性能分析证明，经过这种优化设计方法重新设计后的二维基元级或者是三维叶片的气动性能都较优化前的性能有了一个理想的提高。图2.17根据这种NURBS叶片优化方法设计的某基元级优化前后对比图图2.18丰民据这种NURBSlll片优化设计力法设计的某1.11片优化前后对比图夸2.6小结本章首先阐述了本文所自行开发的NURBS曲线和曲面类的技术特点私!应川情况，并通过将UNRBS技术与二维基元级和三维叶片的实际特点相结合分另JIl卜发出了专门用于中弧线生成、厚度分布编辑调整、吸压力面的处理以及前后小圆处---~--一-一一一--~一一一一-~~一一一--~~一-一一----一一-一~一一一--~一一-一-27
个三维叶片(或者是二维基元级)的型面，使之能够共有更好的气动性能，从而达到优化整个三维叶片(或者是二维基元级)气动性能的目的。图2.17和图2.18分别给出了根据这种优化思路，在某工程实践项目中的叶片墓元级优化前后对比图和三维n一卜片优化前后对比图。其中颜色较浅、线形较细的图形是优化前的图形，而线形较粗且颜色较深的图像是经过优化设计后的图形。通过最终的实际气动性能分析证明，经过这种优化设计方法重新设计后的二维基元级或者是三维叶片的气动性能都较优化前的性能有了一个理想的提高。图2.17根据这种NURBS叶片优化方法设计的某基元级优化前后对比图图2.18丰民据这种NURBSlll片优化设计力法设计的某1.11片优化前后对比图夸2.6小结本章首先阐述了本文所自行开发的NURBS曲线和曲面类的技术特点私!应川情况，并通过将UNRBS技术与二维基元级和三维叶片的实际特点相结合分另JIl卜发出了专门用于中弧线生成、厚度分布编辑调整、吸压力面的处理以及前后小圆处---~--一-一一一--~一一一一-~~一一一--~~一-一一----一一-一~一一一--~一一-一-27
TYPEz)来实现叶片相对于原点的旋转，其对比效果图请参见图3.2;通过调用g1TranSlatef(TYpEx，TYpEy，TYpEz)来实现叶片的平移变换，这些平移变换包括x，y，Z三个方向的平移，请参见图3.3;通过调用gS1aclef(‘l’Yl报x，TYr，Ey，TYPEz)函数来实现廿卜片的大小比例缩放，当参数大于1时表示放人，小于1时则为缩小，参见图3.4和图3.5;通过调用gluPerspective(GIJdoublefovy，GLdoubleaspeet
【引证文献】
本文编号：2837052
【学位单位】：西北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2005
【中图分类】：TH45
【部分图文】：
个三维叶片(或者是二维基元级)的型面，使之能够共有更好的气动性能，从而达到优化整个三维叶片(或者是二维基元级)气动性能的目的。图2.17和图2.18分别给出了根据这种优化思路，在某工程实践项目中的叶片墓元级优化前后对比图和三维n一卜片优化前后对比图。其中颜色较浅、线形较细的图形是优化前的图形，而线形较粗且颜色较深的图像是经过优化设计后的图形。通过最终的实际气动性能分析证明，经过这种优化设计方法重新设计后的二维基元级或者是三维叶片的气动性能都较优化前的性能有了一个理想的提高。图2.17根据这种NURBS叶片优化方法设计的某基元级优化前后对比图图2.18丰民据这种NURBSlll片优化设计力法设计的某1.11片优化前后对比图夸2.6小结本章首先阐述了本文所自行开发的NURBS曲线和曲面类的技术特点私!应川情况，并通过将UNRBS技术与二维基元级和三维叶片的实际特点相结合分另JIl卜发出了专门用于中弧线生成、厚度分布编辑调整、吸压力面的处理以及前后小圆处---~--一-一一一--~一一一一-~~一一一--~~一-一一----一一-一~一一一--~一一-一-27
个三维叶片(或者是二维基元级)的型面，使之能够共有更好的气动性能，从而达到优化整个三维叶片(或者是二维基元级)气动性能的目的。图2.17和图2.18分别给出了根据这种优化思路，在某工程实践项目中的叶片墓元级优化前后对比图和三维n一卜片优化前后对比图。其中颜色较浅、线形较细的图形是优化前的图形，而线形较粗且颜色较深的图像是经过优化设计后的图形。通过最终的实际气动性能分析证明，经过这种优化设计方法重新设计后的二维基元级或者是三维叶片的气动性能都较优化前的性能有了一个理想的提高。图2.17根据这种NURBS叶片优化方法设计的某基元级优化前后对比图图2.18丰民据这种NURBSlll片优化设计力法设计的某1.11片优化前后对比图夸2.6小结本章首先阐述了本文所自行开发的NURBS曲线和曲面类的技术特点私!应川情况，并通过将UNRBS技术与二维基元级和三维叶片的实际特点相结合分另JIl卜发出了专门用于中弧线生成、厚度分布编辑调整、吸压力面的处理以及前后小圆处---~--一-一一一--~一一一一-~~一一一--~~一-一一----一一-一~一一一--~一一-一-27
TYPEz)来实现叶片相对于原点的旋转，其对比效果图请参见图3.2;通过调用g1TranSlatef(TYpEx，TYpEy，TYpEz)来实现叶片的平移变换，这些平移变换包括x，y，Z三个方向的平移，请参见图3.3;通过调用gS1aclef(‘l’Yl报x，TYr，Ey，TYPEz)函数来实现廿卜片的大小比例缩放，当参数大于1时表示放人，小于1时则为缩小，参见图3.4和图3.5;通过调用gluPerspective(GIJdoublefovy，GLdoubleaspeet
【引证文献】
相关硕士学位论文 前3条
1 张晓辉;考虑流固耦合的压气机某级叶片静强度分析[D];大连海事大学;2011年
2 刘传蔚;航空发动机涡轮叶片设计仿真系统[D];东北大学;2008年
3 林允朋;等几何分析中的NURBS体造型及算法[D];电子科技大学;2012年
本文编号：2837052
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