(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(43)申请公布日(21)申请号5.2(22)申请日2022.10.17(71)申请人杭州顿力电器有限公司地址311107浙江省杭州市余杭区仁和街申请人杭州顿力风机有限公司(72)发明人(74)专利代理机构杭州华知专利事务所(普通合伙)33235专利代理师龙湖浩(51)Int.Cl.G06F30/17(2020.01)G06F30/28(2020.01)G06N3/12(2006.01)F04D29/30(2006.01)F04D29/28(2006.01)G06F111/06(2020.01)G06F113/08(2020.01)(54)发明名称一种斜放机翼型离心风机的参数优化方法(57)摘要本发明提供了一种斜放机翼型离心风机的参数优化方法，包括如下步骤：基于离心风机结构构建坐标系，获取离心风机结构的相关参数及其关系，得到叶轮子午面相关参数及待优化参数、以及离心叶轮的回转面相关参数及待寻优参数，构建优化模型，将离心风机的相关参数输入优化模型中，对优化模型进行CFD数值预测，优化模型输出待优化参数的最优解。本发明提出了针对斜放机翼型叶轮叶片的参数化设计建模方法，完善了此类型叶片的设计方法，并对参数进行自动优化，实现参数化自动建模、计算及优化；能够实现叶轮的参数化自动建模，并进行计算机的自动迭代优化设计。权利要求书4页说明书11页附图6页CN1153580271.一种斜放机翼型离心风机的参数优化方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：构建离心风机叶轮构建坐标系，获取叶轮出口半径尺寸、轮盘进口与竖直线夹、轮盘出口与水平线夹角和叶轮高度尺寸B，结合以上参数并基于二次贝塞尔曲线求解离心风机叶轮的轮盘曲线：获取叶轮的轮盖进口半径尺寸、轮盖进口与竖直线夹角、轮盖出口与水平线夹角和叶轮出口宽度尺寸b，结合以上参数并基于二次贝塞尔曲线求解离心风机叶轮的轮盖曲线，获取轮盘叶片进口半径尺寸、轮盘叶片出口半径尺寸、子午面叶片进出口边与竖直线夹角α，根据以上参数确定离心风机叶轮子午面叶片的进出口位置，并结合轮盘曲线求解轮盘叶片的进出口位置；步骤4，结合轮盘曲线、轮盖曲线、子午面叶片进口曲线、子午面叶片进口曲线得到叶轮子午面坐标，根据子午面坐标获取离心叶轮的子午面相关参数及待优化参数；步骤5，根据叶轮子午面叶片的进出口位置以及给定的叶片角分布求解空间叶片的坐步骤6，根据轮盘流线S、叶片倾斜角γ和轮盖子午流线求解轮盖流线S’，并获取离心叶轮的回转面相关参数及待寻优参数；步骤7，根据上述数据对离心叶轮进行几何造型优化；步骤8，基于遗传多目标优化算法建立优化模型；步骤9bat365app手机版下载，将离心风机的相关参数输入优化模型中，对优化模型进行CFD数值预测，优化模型输出待优化参数的最优解。2.如权利要求1所述的斜放机翼型离心风机的参数优化方法，其特征在于运转不均匀系数，所述步骤1还包括如下步骤：步骤1‑1，结合坐标系，基于叶轮出口半径尺寸、轮盘进口与竖直线夹角、轮盘出口与水平线夹角、叶轮高度尺寸B获取控制点坐标；步骤1‑2，根据控制点坐标求解轮盘曲线任一位置处的坐标值，得到轮盘曲线所述的斜放机翼型离心风机的参数优化方法从动件，其特征在于，所述步骤1‑1中，控制点包括第一控制点P1、第二控制点P2和第三控制点P3；第一控制点P1的坐标为（0,0），第三控制点P3的坐标为（，B），第二控制点P2的坐标（）满足：其中，CN115358027坐标。4.如权利要求3所述的斜放机翼型离心风机的参数优化方法，其特征在于，所述步骤1‑2中，轮盘曲线y其中，t为第一控制点到第三控制点之间任意一点的相对位置，X（t）为轮盘曲线中相对位置t处的X坐标值，即轮盘曲线的横坐标，Y（t）为轮盘曲线中相对位置t处的y坐标值，即轮盘曲线所述的斜放机翼型离心风机的参数优化方法，其特征在于，所述步骤2还包括如下步骤：步骤2‑1，与轮盘曲线相同坐标系，并基于轮盖进口半径尺寸r、叶轮出口宽度尺寸b获取三个控制点坐标；步骤2‑2，根据三个控制点坐标求解轮盖曲线任一位置处的坐标值，从而得到轮盖曲线所述的斜放机翼型离心风机的参数优化方法，其特征在于，所述步骤2‑1中，控制点包括第四控制点P4、第五控制点P5和第六控制点P6；第四控制点P4的坐标为（第五控制点P5的坐标满足：其中,P4x4y分别为第四控制点P4的横、纵坐标，P6x6y分别为第四控制点P6的横、纵坐分别为第五控制点P5的横、纵坐标。7.如权利要求6所述的斜放机翼型离心风机的参数优化方法，其特征在于，所述步骤2‑2中，轮盖曲线位置为起始位置P，t为0到1之间任一点的相对位置，X（t）为轮盖曲线任一相对位置t处的y坐标值，即轮盘曲线所述的斜放机翼型离心风机的参数优化方法，其特征在于，所述步骤3还包括：步骤3‑1，根据轮盘叶片进口半径尺寸r1、轮盘叶片出口半径尺寸r2、子午面叶片进出口边与竖直线夹角α，求解子午面叶片轮盘进口点LeH点坐标（LeH子午面叶片轮盘进口点LeH点坐标满足：LeHCN1153580273y其中，LeH分别为子午面叶片轮盘进口点LeH的X坐标值和Y坐标值，t[0,1]；步骤3‑2，根据轮盘叶片进口半径尺寸、轮盘叶片出口半径尺寸气泡袋、子午面叶片进出口边与竖直线夹角α，求解子午面叶片轮盘出口点TeH点坐标（TeH子午面叶片轮盘出口点TeH点坐标满足：TeH3xTeH3y其中，TeH分别为分别为子午面叶片轮盘出口点TeH点的X坐标值；步骤3‑3，通过轮盘叶片进口半径尺寸、轮盘叶片出口半径尺寸、子午面叶片进出口边与竖直线夹角α和上述轮盖曲线公式联立求解，得到轮盖叶片进口点的坐标值（LeS子午面叶片进口直线满足y=tanα*x+LeHtanα*LeH5y联立以上方程组求解子午面叶片进口直线与轮盖曲线交点坐标，此点即为轮盖叶片进口点LeS；步骤3‑4，通过轮盘叶片进口半径尺寸、轮盘叶片出口半径尺寸、子午面叶片进出口边与竖直线夹角α和上述轮盖曲线公式联立求解，得到轮盖叶片出口点的坐标值（TeS结合步骤3‑2，子午面叶片出口直线满足：y=tanα*x+TeHtanα*TeH5y联立以上方程组求解子午面叶片出口直线与轮盖曲线交点坐标，此点即为轮盖叶片出口点TeS。9.如权利要求8所述的斜放机翼型离心风机的参数优化方法角接触向心轴承，其特征在于，所述步骤4中，离心叶轮子午面的相关参数包括：轮盘出口半径尺寸、叶轮总宽尺寸B、轮盘进口与竖直线、轮盘出口与水平线、轮盖进口与竖直线夹角θ、叶轮进口半径尺寸盘叶片进口半径尺寸、轮盘叶片出口半径尺寸、轮盖出口与水平线叶轮出口宽度尺寸b、子午面叶片进出口边与竖直线夹角α； 离心叶轮子午面的待优化参数包括：叶轮进口半径尺寸 、轮盘叶片进口半径尺寸 轮盘叶片出口半径尺寸、轮盖出口与水平线叶轮出口宽度尺寸b、子午面叶片进出 CN115358027 口边与竖直线所述的斜放机翼型离心风机的参数优化方法，其特征在于，所述步骤4 中，离心叶轮的回转面相关参数及待寻优参数包括：叶片进口轴向角β1、叶片出口轴向角β 2、轮盘流线S中部位置的叶片轴向角β相对值λ以及叶片倾斜角γ。 CN115358027 一种斜放机翼型离心风机的参数优化方法技术领域 [0001] 本发明涉及离心风机设计的技术领域，尤其涉及一种斜放机翼型离心风机的参数 优化方法。 背景技术 [0002] 对于后倾离心风机的设计，一般先设计轮盘和轮盖型线，然后通过控制轮盘到轮 盖均布的几条叶片流线来控制气流的流动分布。 [0003] 对于离心风机，目前最常规的设计方法为二维直叶片（叶片由轮盖到轮盘叶片无 变化）徐州众诚，这种叶片结构最为简单，生成工艺容易实现，但只能控制空间中一根流线的气流流 动，无法控制空间上其他流线的气流流动，导致风机效率低噪音大，已经被淘汰。 [0004] 另外一种较为复杂的设计方法为空间扭曲的三维机翼型叶片，原理上可以在空间 上控制所有流线的气流流动，设计出来的风机效率和噪音均有不错的表现，但这种叶片结 构最为复杂，对生产工艺及成本要求很高，实现代价太大，所以在市场应用中并不多见。此 外，目前对于二维直叶片及三元扭曲叶轮均有相关的设计软件和方法，但对于机翼不等厚 斜放的离心叶型设计方法及相关设计软件不太完善，工程师在设计时一般在三维软件中手 动调整，比较随意且不方便。且传统设计中，工程师人工调整叶轮通过数值CFD方法或者相 关经验去制作样板测试调整，反复循环调整，效率低且资源较为浪费。 [0005] 综上所述，现有技术中对离心风机叶型的设计一般采用二维等厚叶型，结构简单 但性能较差；而三维空间扭曲叶型虽然性能优但结构复杂，导致工艺实现性较差。斜放机翼 型叶片可以综合二维叶型和三维扭曲叶型的优点，在工艺较容易实现的前提下性能也可达 到比较优秀的状态；但是，对于斜放机翼型叶片暂无相关设计软件可以实现，传统设计方法 为工程师在三维软件中进行手动调整，设计较为繁琐，且设计参数不统一；且随着人工智能 技术的推进，传统的斜放机翼型叶片设计方法无法满足计算机自动优化迭代的需求。 发明内容 [0006] 本发明的目的在于提供一种斜放机翼型离心风机的参数优化方法，实现斜放机翼 型叶轮叶片的参数化自动建模，并进行计算机的自动迭代优化设计。 [0007] 一方面，本发明实施例提供了一种斜放机翼型离心风机的参数优化方法，包括如 下步骤： 步骤1：结合心风机叶轮构建坐标系，获取叶轮出口半径尺寸 、轮盘进口与竖直 线夹角 、轮盘出口与水平线夹角 、叶轮高度尺寸B，并基于二次贝塞尔曲线求解离心风 机叶轮的轮盘曲线：获取叶轮的轮盖进口半径尺寸r 、轮盖出口与水平线夹角θ