基于Bezier曲线的涡轮叶片造型方法

摘要

在涡轮钻具的研究设计中,选取一种合理曲线作为涡轮叶片的型线,直接影响着涡轮的性能。通常在涡轮叶片设计时,首先给定了叶片的进口角度和出口角度,并要求选择的曲线必须保证在起点和终点存在一阶导数。Bezier曲线是应用于二维图形应用程序的数学曲线,具有高阶光滑、表达和使用方便、形状控制和修改简单等特点。运用Bezier曲线对涡轮叶片造型进行合理设计:以转子外径D1=184mm、定子内径D2=144mm的涡轮为例,首先确定叶片基本参数和叶片流动参数,然后采用4阶Bezier曲线对涡轮的叶片造型进行设计计算并建立三维模型,通过使用仿真软件,对流道模型进行流场仿真,最后观察仿真情况再优化涡轮叶片的型线,从而为涡轮钻具的设计及分析提供参考。