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自由曲面造型技术在水力机械研究中的应用

吴广宽  
【摘要】: 本文针对水轮机叶片的特点,结合曲面造型技术的研究现状,研究了水轮机叶片的Nurbs曲线曲面造型问题。主要工作有: 第一,完成了叶片与任意平面求交问题的研究,提出分割-迭代-拟合三步求交算法。同时首次应用最小二乘拟合端部法解决了叶片的小区域延展问题。 第二,首次实现混流式水轮机叶片曲面的整体造型。 第三,针对水轮机叶片的特点,完成了各圆柱面叶栅进口安放角的求解算法。 最后,根据以上数学模型,建立了一套基于Nurbs曲线曲面造型理论的水轮机转轮叶片的图形设计软件。 算例结果表明,上述方法不仅可精确拟合混流式、轴流式水轮机转轮叶片,而且还能对叶片进行求交、延展运算并控制精度,实现了Nurbs曲面造型技术应用于水轮机叶片设计和工程实际的预期目标,为水轮机叶片的改型设计和优化设计、水轮机叶片的计算机辅助制造打下了基础。


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