轴流风机机翼型叶片参数化建模方法
轴流风机叶片的设计方法及实例
综 合
的作用�传统的轴流通风机设计方法包括以气动性能 良好的机翼为原始叶型 的孤立叶型设计方法 和基于 二元叶栅理论的叶栅设计法，在上世纪 0 年代出现
了一些基于准三元流动的叶片造型方法�采用上述方 参数， 设计了一款实用新型旨在提 供一种流量大, 全 研 法所设计的通风机叶片比较多的是平面叶片， 虽然工 � � � 压高的 系列变压器轴流通风机， 其中 表示风机 艺简单， 但性能较差�少量的扭曲叶片也大多是由平 � � 叶轮直径为 00 毫米， 表示风机为前吹式�其总体 究 面叶栅叠加而成， 而不是真正的基于全三维造型设计 结构形式由电机, 叶轮, 导流罩, 支架, 机 壳和防护罩 的扭曲叶片， 从而也影响了通风机的 性能， 因 而很难 等 6 部分组成�其特征是电机位于风机的进口端， 电 达到变压器轴流通风机流量大, 全压高的要求� 1. 轴流风机的叶片设计理论 轴流风机设计的核 心就是叶片型线设计 �本文 机轴和 叶轮相连 ， 驱动叶轮 旋转， 电 机由支 架支撑， 外面套有导流罩， 导流罩位于风机 的进口端， 为中空 的锥形柱体， 底端面的直径和轮毂 的直径相等， 机壳
根据扭曲叶片理论，采 用全三维造型来进行 叶片流 � � 为直径 0 毫米的圆筒形�在进口端略呈喇叭口状， 型设计， 并结合空气动力学理论， 应用变环量 流型设 以使气流平顺地进入 风机的流道，在风机 的进口端 计方法， 使叶片的做功分布更加符合 运动规律， 从而 发挥出更高的功能转换效益� 首先， 基 于抛物面理论， 我们在柱坐标下 建立叶 片中型面方程： （ - / ） 其中： （ ） ( )/ ， 通过参数 , 端面上有防护罩，以 避免杂物进入风机流 道和叶片 发生撞击� 其中的风机叶片 为特殊设计，在设计 过程中采 用了抛物面理论和不 等功原理，对叶片的 流型和流 面进行全三维的造型 设计，得到的叶片为 三维的扭 曲叶片 ， 其 特征为 叶片不等 厚， 型面 连续光 滑， 任一 相贯面与型面相割， 得到的相贯线呈流线 形状的机 翼形， 以使得本实用新型具有优良的气动性能� 本实用新型的总体结 构中， 增 加了导流罩部分， 导流罩位于风机的进口端 ， 套在电 机的外面， 其作用 是使气流平顺地进入 通风机的流道，从而 提高风机
高压轴流风机叶片的设计方案
高压轴流风机叶片的设计方案
1. 叶片几何形状：叶片的形状直接影响风机的性能。
一般而言，高压轴流风机叶片应该采用厚度逐渐减小的曲线形状，以提供高效的气流导向和较小的能量损失。
同时，叶片的弯曲程度也会对风机的性能产生影响，需要进行合适的设计以实现高效能的气流。
2. 叶片材料：叶片需要具备足够的强度和耐疲劳性能，以应对高压环境下的工作要求。
常见的叶片材料包括铝合金、镍基合金和复合材料等。
根据具体要求，可以选择合适的材料并进行适当的制造工艺。
3. 叶片调节机构：为了适应不同工况下的工作要求，高压轴流风机通常需要配备叶片调节机构。
这样可以通过调节叶片的角度或者变化叶片的截面形状来实现风机的流量、压力和效率的控制。
4. 叶片表面涂覆：叶片表面涂覆可以改善叶片的表面摩擦系数，减小风机运行时的能源损失。
一般常用的涂层材料有硅橡胶、光滑聚合物等。
以上是高压轴流风机叶片设计的一些基本方案，具体需要根据具体要求和实际情况进行综合考虑和调整。
风扇叶片三维模型的绘制思路。
风扇叶片三维模型的绘制思路。
要绘制风扇叶片的三维模型，可以按照以下步骤进行：
1. 确定风扇叶片的基本形状：风扇叶片通常呈弯曲的形状，可以先在计算机辅助设计（CAD）软件中绘制一个二维的叶片轮廓。
可以使用线段、曲线或Bezier 曲线等进行绘制。
2. 创建一个新的3D项目：在CAD软件中打开一个新的3D项目，选择适当的坐标系。
3. 将叶片轮廓提升到第三个维度：在CAD软件中，将二维的叶片轮廓从平面提升到垂直方向，使其成为一个立体的曲面。
4. 添加细节和纹理：根据实际需求，可以在叶片上添加细节，如切割、孔洞、扇叶纹理等。
可以使用CAD软件提供的工具进行操作。
5. 调整叶片的厚度和曲率：根据实际风扇叶片的设计，调整叶片的厚度和曲率。
6. 创建风扇轴和支撑结构：在风扇叶片的中心创建一个轴，用于连接整个风扇。
同时，根据实际需要，可以添加支撑结构以增强稳定性和强度。
7. 渲染和预览：使用CAD软件提供的渲染功能，将模型进行渲染，以获得逼真
的效果。
可以调整光照、材质和背景等参数。
可以预览和检查模型是否符合预期。
8. 导出模型：完成风扇叶片的绘制后，将其导出为常见的3D文件格式，如.STL、.OBJ等，以便在其他软件中使用或进行进一步的处理和制造。
以上是风扇叶片三维模型的绘制思路，具体操作过程可以根据所使用的CAD软件进行调整和优化。
水平轴风力机叶片翼型流场的数值模拟
清洁能源与新能源水平轴风力机叶片翼型流场的数值模拟闫海津,李佳,胡丹梅(上海电力学院能源与环境工程学院,上海200090)摘 要:为了直观形象地探讨水平轴风力机叶片翼型的气动特性,利用计算流体力学软件FLUENT对水平轴风力机叶片常用翼型NACA63425流场进行了数值模拟,得出了翼型NA-CA63425在不同来流攻角下的升力系数、阻力系数、升阻比和不同流攻角下的流场流线图和翼型表面的压力分布。
根据模拟结果对不同攻角下尾迹漩涡分离流动进行了分析和比较,得出该翼型气动特性随攻角的变化规律。
关键词:翼型;流场;尾迹分离;数值模拟中图分类号:T K83 文献标志码:B 文章编号:1005-7439(2010)02-0081-04Numerical Simulation on the Airfoil Flow Field of Horizontal Wind Turbine BladesYAN Ha-i jin,LI-Jia,HU Dan-mei(Scho ol of T hermal power&Environmental Engineer ing,Shanghai U niv ersity of Electr ic Po wer Shang hai200090,China)Abstract:T o discuss and analyze the air foil of ho rizo ntal wind tur bine blades mor e dir ect v iew ing and viv id,the airfo il N ACA63425used widely in the hor izontal w ind tur bine blades is numerically investigated by the Co mputatio na l F luid Dy namics softw are.T he co ef ficient s of lift and drag as well as the pr essure and velo city distr ibut ion are calculated in different angle of flow at tack fo r air foil N A CA63425.A nalysis and co mpar ison the vor tex separat ion flo w under the different ang le of flow attack,which wo rks o ut the aero dy namics cha racterist ics o f the airfo il N A CA63425.Keywords:a irfo il;flow;vo rtex separ ation;numerical simulation水平轴风力机运行时,如果翼型来流的攻角较大,绕翼型的流动边界层就会严重分离,因此准确获得翼型的气动特性对于风力机叶片设计非常重要,但是这种复杂的分离流动现象采用试验的方法测量非常困难,而且大量的试验将使翼型的设计周期延长和成本增加。
基于UG的风机叶片参数化建模方法
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中图 分 类 号 ：Ｈ ３ ． Ｔ ４２ １ 文 献标 志码 ： Ａ
Ｐａ ａ ｅ ｒ ｃ Ｍ ｏ ｅｉ ｇ ｆ ｒ Ｖｅ ｔｌ ｔ ｒ Ｂｌ ｄ ｓ ｄ ｏ ｒ ｍ ｔｉ ｄ ｌ ｏ ｎ ｉ ｏ ａ ｅ Ｂａ ｅ ｎ ＵＧ ｎ ａ
ｔｒ ｙ ｃ ｎｒ ｌ ｎ ｈ ｃ ｎ ｓ ｆｔ ｅ ｂａ ｅ ａ ｄ ｅ ｃ ｅ ｔ ａｏ ｌｄ ｅ ｔ ｎ ｂ ｓ ｄ ｏ ｘ ｅ ａ ｌ ａ ａ ｔ ｒ ｄ １ ｅ ｓｂ ｏ ｔｏｌ ｇ ｔ ｉｋ ｅ ｓｏ ｌｄ ， ｎ ａ ｈ ｖ ｎｉ ｔ ｒｂａ ｅ ｓ ｃ ｉ ａ ｅ ｎ Ｅ ｃ ｌ ｂ ｅ ｐ ｒ ｍｅｅ ｓｍｏ ｅ ． ｉ ｈ ｌ ｏ ｔ
ＲＡＯ Ｘｉｘｎ， Ｕ ｎ ， ＡＮＧ ｉ —ｉ ＸＩ —ｈ ｎ —ｉ Ｆ Ｈａ ｇ Ｗ Ｊａ ｘ ， Ｅ Ｄａ ｃ ｅ ｇ
（ｃ ｏｌ ｆ ｅｈｎｃ ｎ ｌ ｔｃ ｎ ｉ ｅ ｎ ， ａｃａｇＵ ｉｅ ｉ ， ａｃａｇ３０ ３ ， ｈｎ ） Ｓｈｏ ｏ ｃａｉａ ａｄＥｅ ｒ ａ Ｅ ｇ ｅｒ ｇＮ ｎｈｎ ｎｖｒ ｔ Ｎ ｎｈｎ ３０ １ Ｃ ｉａ Ｍ ｌ ｃ ｌ ｉ ｎ ｉ ｓｙ
大型风机叶片气动外形参数计算与三维建模方法
大型风机叶片气动外形参数计算及三维建模方法靳交通1，彭超义2，潘利剑1，曾竟成2（1. 株洲时代新材料科技股份有限公司，湖南株洲，412007；2. 国防科学技术大学航天与材料工程学院，湖南长沙，410073）摘要：结合工程实践，基于Schmitz理论计算出风机叶片气动外形参数并利用三维坐标变换原理计算截面翼型空间分布位置，在此基础上，以大型三维设计软件UG为工作平台建立了叶片三维气动外形，并完全满足五轴数控加工制造要求，从而验证了该方法的可靠性。
这一方法简化了复杂曲面的设计过程，提高了工作效率，为后续的数控加工、模具制作、结构设计及计算奠定了基础。
关键词：风机叶片，气动外形，参数计算，三维建模The Study of the Shape Parameters and 3D Modeling for Large-ScaleWind Turbine BladeJIN Jiao-tong1, PENG Chao-yi2, P AN Li-jian1, ZENG Jing-cheng2(1. Zhuzhou Times New Materials Technology CO.,LTD, Zhuzhou 412007,China；2.College of Aerospace and Material Engineering，NUDT，Changsha 410073, China)Abstract: Based on Schmitz theory and actual project, calculated blade shape parameters. And calculated space position of blade section airfoil using 3D coordinate conversion theory. On the basis of that. achieved the 3D modeling of blade shape on the working platform of the large-scale 3D software UG .This calculation and modeling method fully meet the five-axis CNC machining manufacturing requirements. Thus has confirmed that reliability. That method simplified the complex surface design process, and improved the work efficiency. And laid the foundation for the following molding, structure design and calculation.Key Words: Wind turbine blade, Aerodynamic shape, Parameter calculation, 3D Modeling1 引言大型风机叶片是风机设备中将风能转化为机械能的关键部件[1]。
风力机叶片外形参数化建模
玻璃钢研究报告2007 年第 2 期风力机叶片外形参数化建模孙 永 泰(上海玻璃钢研究院，上海 201404)摘要本文通过离散再组装的过程， 实现了叶片外形曲面几何模型的参数化建立， 方便了产品的设 计开发。
在离散和组装的过程中使用到 AutoCAD 和 UG 的强大绘图功能，在坐标变换的过程中 使用到 Matlab 的强大数值处理功能。
关键词：风力机叶片坐标变换翼型Matlab1引 言风力机依靠叶片捕获风能，为达到最佳气动性能，叶片具有复杂的气动外形。
在叶片的设计和制造过程中，进行 CAE 仿真和制作模具都需要叶片外形的几何模型。
叶片外形曲面复杂，但是有律可循，是由翼型族、弦长、扭角、相对厚度、参考轴位置 等参数来确定的。
本文通过坐标变换实现叶片外形几何的参数化建模。
2数据准备2.1 坐标系 本文采用的坐标系，如图 1 所示，X 轴由前缘指向后缘，Y轴由工作面指向气动面。
在 上风向顺时针风力机中，原点位于根端法兰圆心，X 轴为旋转平面与根端法兰平面的交线， 指向后缘，Y 轴在根端法兰平面内指向塔架，X、Y与 Z 轴组成笛卡尔右手坐标系。
2图 1 本文采用的坐标系2.2 翼型 不同站位的翼型选择是风力及叶片气动外形设计时首先要解决的关键问题。
设计叶片 时，要根据风力机叶片空气动力特性、结构特性和空间利用等方面的综合因素来选择翼型， 并沿站位方向（展向）进行合理配置。
所以在不同站位处的翼型不一样 [2] 。
一般需要为每种 叶片准备约 10 个不同相对厚度的翼型。
一个翼型族具有数个（一般为三五个）不同厚度的翼型。
但是对于这里的准备工作可能 不够多，要对已有的翼型修型得到足够多的（10 个）翼型。
修型一般采用厚度修型和弯度 修型方法。
另外需要对部分翼型进行后缘加厚处理 [2]。
本文要通过翼型的坐标变换来获得叶片曲面，首先的准备工作是将前述 10 个翼型都离 散成若干个坐标点。
以 S821 翼型为例[1]，在 AutoCAD 中以样条曲线绘出翼型后，使用菜单->绘图->点->定数等分，将上面(气动面)分为 499 份，下面(工作面)分为 500 份。
小型轴流风扇风叶的快速建模方法
小型轴流风扇风叶的快速建模方法作者：张华来源：《科学与财富》2019年第04期摘要：针对小型轴流风机叶片的机翼形造型设计方法，以及机翼形叶片的双圆弧采集的重点和难点。
利用先进的机翼形叶片截面坐标的采集软件和曲面造型功能强大的3D机械设计软件Solidworks2016. 将采集到的叶片截面坐标值通过Excel2010办公软件转化成S0lidworks2016识别的“.txt”文件.即可快速的进行轴流风扇风叶的造型设计.关键词：机翼形叶片;坐标采集;叶轮;安装角;轴流式吹风机;造型设计前言目前锂电式园林工具中的轴流吹风机，在市场经济条件下的激烈竞争下，需要在最短的时间内最快的速度设计出轴流吹风机的风扇。
而风叶是风扇设计的重点和难点，也是重要把电机提供的动能转化成风能的元件部分。
在能量的转化的过程当中，其内部的变化是极其发杂的，如果采用传统的设计理念，则设计计算的过程非常繁琐，而且工作量特别大。
轴流吹风机的风扇叶片是关键的部分，叶片截面设计的质量的优劣直接决定了轴流吹风机的效能。
叶片的形状主要有直线型、单圆弧型、双圆弧型和机翼型。
其中机翼型叶片的设计，应用领域广，能量的转化效率高，噪音低。
因为机翼型叶片，更加符合空气动力学特性。
根据机翼型的特征和空气动力学特性，在设计轴流吹风机的风扇叶片时应选择高升力式机翼型。
这种翼型的气动特性是升力较高，即在最短的时间内，提高叶片表面的静压力，从而最大限度的把风扇的动能转化成风能.在轴流吹风机出口直径和出风管一定的情况下，相当于提高了风速。
同时，高升力的翼型具有大的上表面前缘，以减小大迎角下的负压力峰值，从而推迟翼型的失速。
而且上表面比较平坦，下表面的后缘有比较大的弯度。
使风叶叶片的静压力在前缘的分布比较均匀。
1.建模步骤：1.1.打开Profili2.0翼型生成软件，选择高升力机翼型，输出文件。
输出文件时，选择文件的格式为“.txt”，设输出的文件名为：翼型坐标.txt1.2.把二维的“翼型坐标.txt”文件，分别复制到Excel表格内，在Excel表格内，Z轴方向的坐标全部为“0”。
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如何进行轴流风机机翼型叶片参数化建模方法
一、引言
轴流风机在现代工业中起着至关重要的作用。
它们被广泛应用于空调
系统、通风系统、发电厂和飞机引擎等。
轴流风机的性能和效率直接
受到其机翼型叶片设计的影响。
对于轴流风机机翼型叶片的参数化建
模方法的研究至关重要。
在本文中，将深入探讨轴流风机机翼型叶片
参数化建模方法的相关内容，并提出一些个人观点和理解。
二、轴流风机机翼型叶片的重要性
1. 减小能耗
轴流风机的主要任务是输送空气，因此其能效对于工业生产至关重要。
合理设计的机翼型叶片可以减小能耗，提高风机的效率，从而为工业
生产节约能源和成本。
2. 提高稳定性
良好设计的机翼型叶片能够提高轴流风机的稳定性和耐用性，降低风
机运行时的噪音和振动，从而延长设备的使用寿命。
三、轴流风机机翼型叶片参数化建模方法
1. 采用CAD软件进行建模
利用CAD软件进行轴流风机机翼型叶片的参数化建模是一种常见的方法。
通过在CAD软件中进行参数化设计，可以方便快捷地进行叶片形
状的调整和修改，从而实现机翼型叶片的优化设计。
2. 利用计算流体力学(CFD)进行仿真分析
结合计算流体力学(CFD)方法，可以对轴流风机机翼型叶片的流场进行精确模拟和分析，从而优化叶片的形状和结构，提高风机的性能和效率。
3. 基于参数化建模的优化设计
通过建立基于参数化建模的优化设计方法，可以对轴流风机机翼型叶
片的关键参数进行全面的优化设计，从而实现最佳的风机性能和效率。
四、个人观点和理解
在我看来，轴流风机机翼型叶片参数化建模方法的研究对于提高轴流
风机的性能和效率至关重要。
通过不断优化设计，可以实现能源的节
约和环境的保护。
同时, 研究轴流风机机翼型叶片参数化建模方法也有助于加深对于风机流体力学行为的理解，对于未来的风机设计和改进
有着积极的影响。
五、总结和回顾
本文深入探讨了轴流风机机翼型叶片参数化建模方法的相关内容，介
绍了CAD软件建模、CFD仿真分析和基于参数化建模的优化设计等方法。
本文也共享了个人观点和理解。
通过对轴流风机机翼型叶片参数
化建模方法的研究，可以更好地理解轴流风机的工作原理，实现对轴
流风机性能和效率的全面提升。
在进行轴流风机机翼型叶片参数化建模方法的研究时，需要深入畅游在知识的海洋中，并加强对于建模方法的深度和广度的理解，才能够撰写一篇高质量、深度和广度兼具的文章。
六、参数化建模方法的研究现状
目前，关于轴流风机机翼型叶片参数化建模方法的研究已经取得了一些进展。
在CAD软件方面，一些研究人员提出了基于控制点的叶片参数化建模方法，通过在轴流风机机翼型叶片上设定控制点，对叶片形状进行定位和调整，实现了对叶片形状的灵活控制。
也有研究人员利用数学建模和优化算法，对轴流风机机翼型叶片进行参数化建模和优化设计，取得了一些良好的成果。
在CFD仿真分析方面，一些研究人员利用CFD方法对轴流风机机翼型叶片的流场进行了详尽的数值模拟和分析，探讨了叶片形状对流场的影响，为叶片优化设计提供了理论依据。
也有一些研究人员采用多目标优化方法，结合CFD仿真结果，对轴流风机机翼型叶片的关键参数进行了全面的优化设计，取得了一些令人满意的成果。
七、未来研究方向
随着工业技术的不断发展，轴流风机机翼型叶片参数化建模方法的研究仍然面临着一些挑战和机遇。
未来的研究方向可以从以下几个方面
进行探讨：
1. 深入研究控制点参数化建模方法的应用，进一步提高叶片形状的灵活性和精准度，实现更加精确的叶片设计。
2. 发展新的数学建模和优化算法，探索更加高效和可靠的轴流风机机翼型叶片参数化建模方法，为叶片设计提供更加科学的支撑。
3. 结合机器学习和人工智能技术，实现对轴流风机机翼型叶片的智能化设计和优化，提高设计效率和准确性。
4. 集成多学科交叉研究，结合流体力学、结构力学、材料科学等多学科知识，深入探讨轴流风机机翼型叶片的综合优化设计，实现对轴流风机性能和效率的全面提升。
八、结论
轴流风机机翼型叶片参数化建模方法的研究对于提高轴流风机的性能和效率具有重要意义。
通过不断优化设计，可以实现能源的节约和环境的保护。
未来，随着科学技术的不断进步，我们有理由相信，轴流风机机翼型叶片参数化建模方法的研究将会取得更加显著的成果，为工业生产和环境保护做出更大的贡献。
也需要我们在科研的道路上不断努力，不断探索，为轴流风机机翼型叶片参数化建模方法的研究贡献自己的一份力量。