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龙图腾网获悉山东大学申请的专利一种涡轮端壁造型批量自动设计方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119647011B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-04发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411715973.3，技术领域涉及：G06F30/17；该发明授权一种涡轮端壁造型批量自动设计方法及系统是由刘江伟;张泽栋;赵建立;肖永清;张柱军设计研发完成，并于2024-11-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种涡轮端壁造型批量自动设计方法及系统在说明书摘要公布了：本发明涉及一种涡轮端壁造型批量自动设计方法及系统，属于涡轮机械设计技术领域，提出采用三角函数与贝塞尔曲线作为轴向造型函数，以正弦函数为基础作为周向造型函数对轴流涡轮进行非轴对称端壁造型设计。同时利用编程实现精确绘制非轴对称端壁曲面，生成三维曲面的点云文件。再将点云文件导入三维建模软件中进行三维曲面造型，实现了轴流涡轮的非轴对称端壁批量自动设计。形成压力面附近端壁凸起，吸力面附近端壁凹陷的非轴对称端壁造型，促使压力面附近端壁气流加速流动，静压降低，吸力面附近端壁气流减速，静压升高，降低端区静压周向分布的不均匀性，有效改善叶片间的流动分离、减小涡脱落、降低压力损失、提高涡轮性能和效率。

本发明授权一种涡轮端壁造型批量自动设计方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种涡轮端壁造型批量自动设计方法，其特征在于，轴流涡轮中动叶、静叶叶片沿端壁轴向交替布置，同时周向均匀分布，且相邻周向叶片之间端壁形状相同；所述方法以相邻周向叶片之间的端壁作为一个周期进行设计，最终形成具有压力面附近的端壁凸起，吸力面附近的端壁凹陷特点的端壁造型，包括以下步骤： 步骤1：以相邻周向叶片中弧线为两边边界，确定端壁曲面范围； 步骤2：以正弦函数为基础，确定周向造型函数，提出不同频率系数下的周向造型函数，其公式为： 式中，α为频率系数；y0为叶栅栅距起点，yn为叶栅栅距终点； 步骤3：对周向造型函数采用极坐标的形式进行表示，采用正弦函数实现上凸和下凹，其公式形式如下所示： 式中，α通过不同的取值调节非轴对称端壁曲面峰值点和谷值点沿着轴向的相对应位置；n表示叶片数目；rd表示叶根半径，θ为极坐标极角；不同频率系数下的曲线相交于一点，其受到相位π的控制；在频率系数α＝1的情况下，叶栅栅距之间刚好为一个正弦函数周期，并且叶片的压力面侧根部全部处于凸起端壁面，叶片的吸力面也全部处于凹陷端壁面；改变频率系数的值，α越大，凸起的位置越远离压力面，凹陷的位置越远离吸力面，通过控制α的值实现对凹陷位置和凸起位置在周向方向上的移动； 步骤4：轴向造型函数应用在叶片进出口流道端壁，最终确定叶片前缘和后缘之间的轮毂端壁面是非轴对称端壁面轴向造型范围； 步骤5：沿轴向提出三角函数的单峰造型幅度控制函数，形式如下： 式中：系数C用来控制幅值，由设计者给定；zLE表示叶片前缘的轴向位置；zTE表示叶片后缘的轴向位置； 步骤6：采用基于Bezier曲线的端壁造型设计方法作为轴向函数，该方法利用选定的n个控制点来构造轴向函数；轴向造型函数hBCPM选为一条由五个控制点构成的四阶Bezier曲线，形式如下： 式中：Pi表示第i个控制点zi,hi，zi为第i个控制点在z轴轴向上的坐标，hi为第i个控制点的高度；Bi,4t表示四次Bernstein多项式，其定义式为： 五个控制点Pii＝0,1,…,4从叶片前缘到叶片尾缘沿轴向均匀分布，五个控制点中只有中心控制点P2沿径向变化，其高度大小hi的值也决定了非轴对称端壁面的上凸和下凹的程度； 步骤7：给出整合后的轴向造型函数，其形式如下所示： hiz＝Ch·HB·hz,zLE≤z≤zTE6 式中：Ch表示幅值系数；HB表示叶片高度；i表示各种轴向造型方案单位化后的造型函数，i＝TFPM,BCPM；hz为步骤5中的hTFPM或步骤6中的hBCPM，选定一个叶片通道，根据幅值系数Ch来确定非轴对称端壁面上凸和下凹的峰值和谷值；幅值系数Ch的作用是确定峰值和谷底的高度，通过增加幅值系数Ch的值，使非轴对称端壁面的凹凸程度变化，幅值系数Ch控制着非轴对称端壁的径向变化； 步骤8：利用编程，通过正交的周向造型函数与轴向造型函数相乘实现绘制非轴对称端壁曲面，得到三角函数法、以及Bezier曲线法三维曲面的点云文件； 步骤9：在三维建模软件中，利用点云文件生成曲面；调整曲面的形状和属性，以使其符合设计要求。

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