(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 202211201463.5 (22)申请日 2022.09.29 (71)申请人 中国矿业大 学 （北京） 地址 100083 北京市海淀区学院路丁1 1号 申请人 北京协同创新食品科技有限公司 (72)发明人 宫伟力　韩添翼　刘佳　刘宇　 (74)专利代理 机构 北京华夏泰和知识产权代理 有限公司 1 1662 专利代理师 韩来兵 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/25(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 涡轮机械叶片的参数优化方法及装置 (57)摘要 本申请涉及一种涡轮机械叶片的参数优化 方法及装置。 本申请通过建立二维直角坐标系下 的粒子加速模 型， 可以精确解出涡 轮机上已知叶 形的叶片， 不同位置粒子的速度。 而通过此模型 可以优化出较为理想的 叶型， 能够更加准确地在 正问题中选出合理的初始叶型， 减少了很多人工 经验存在的问题， 解决叶型设计中给定反问题定 解条件不合理或依赖设计者主观因素的技术问 题。 权利要求书6页 说明书31页 附图6页 CN 115270360 A 2022.11.01 CN 115270360 A 1.一种涡轮机 械叶片的参数优化方法， 其特 征在于， 包括： 取冲击磨与目标叶片的连接点为原点， 以所述目标叶片在所述连接点的切线方向为x 轴方向， 以所述目标叶片在所述连接点的法线方向为y轴方向创建平面 直角坐标系XOY； 在所述平面直角坐标系上确定半径为 的所述冲击磨的圆心 、 形状服从函 数 的所述目标叶片的曲线以及在磨盘以角速度 rad/s绕圆心逆时针旋转时 质量为 的粒子在所述平面 直角坐标系上的动点 ； 以所述磨盘和所述目标叶片为动参考系， 利用所述冲击磨的圆心、 所述目标叶片的曲 线以及所述动点确定所述动参考系 下的多个力学参数， 其中， 多个所述力学参数包括所述 动点在所述动参考系上的相对位移 、 所述目标叶片上的动摩擦因数 、 所述动点与所 述冲击磨的圆心连线的矢径 、 所述动点相对于所述动参考系的相对速度 、 所述动点 相对于定参考系XOY的绝对速度 、 所述动参考系相对于定参考系 XOY的牵连速度 ， 以 及取所述动点处速度方向的反向延长线与X轴交于点 时， 与 的夹角 、 与 的夹角 、 与 的夹角 ； 基于多个所述力学参数确定所述动点在所述动参考系中运动时受到的科氏力、 离心 力、 动滑动摩擦力以及所述目标叶片对所述动点的反作用力； 利用所述科氏力、 所述离心力、 所述动滑动摩擦力、 所述反作用力以及四个力的合力构 建平面直角坐标系下粒子在所述冲击磨中的目标加速模型， 用以表示粒子在所述动参考系 中沿X坐标轴的速度位移分量与叶片形状函数和叶片动摩擦因素的关联关系； 将选定类型的所述目标叶片的函数代入所述目标加速模型， 以得到粒子在所述冲击磨 中的位移与速度的解析解； 利用所述 解析解优化对应 类型的所述目标叶片的参数。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 确定所述动点在所述动 参考系中运动时受 到的科氏力包括： 确定科氏加速度 ， 其中， 所述科氏加速度方向垂直于所述动点的相对 速度并指向Y轴正方向； 将所述动点的质量 乘以所述科氏加速度， 得到所述科氏力：   (1)。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 确定所述动点在所述动 参考系中运动时受 到的离心力包括： 确定所述动点的切向加速度 和法向加速度 ， 其中， 所述法向加速度的方向与矢量 同向； 由 得 ， 得离心力：权　利　要　求　书 1/6 页 2 CN 115270360 A 2  (2)。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 确定所述动点在所述动 参考系中运动时受 到的动滑动摩擦力以及所述目标叶片对所述动点的反作用力包括： 设所述目标叶片对所述动点的反作用力为 ， 则所述动滑动摩擦力为 。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 利用所述科氏力、 所述离心力、 所述动滑动 摩擦力、 所述反作用力以及四个力的合力构建平 面直角坐标系下粒子在所述冲击磨中的目 标加速模型包括： 将所述科氏力、 所述离心力、 所述动滑动摩擦力以及所述反作用力相加， 得到合力：    (3)； 将上式向所述动点处叶片切线方向投影， 得到：   (4)； 取与相对速度 垂直的方向为 ， 则将所述合力的力系向 方向和 方向投影， 得 到： ； 将上式代入到(4)中， 得到：   (a)； 将(1)与(2)代入(a)中得 粒子在叶片上的相对位移与叶片倾角之间的二阶微分方程：   (5)； 基于直线 和直线 的表达式将所述叶片倾角用坐标参数表示 为：   (6)   (7)权　利　要　求　书 2/6 页 3 CN 115270360 A 3