(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 202210961964.7 (22)申请日 2022.08.11 (71)申请人 大连海事大学 地址 116000 辽宁省大连市甘井 子区凌水 街道凌海路1号 (72)发明人 李超　陈化　宋玉超　孟维明　 邢辉　魏一　 (74)专利代理 机构 大连至诚专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 21242 专利代理师 杨威　李永旭 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/28(2020.01) F04D 29/42(2006.01) G06F 111/10(2020.01)G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种考虑蜗舌影响的蜗壳设计方法 (57)摘要 本发明公开了一种考虑蜗舌影响的蜗壳设 计方法， 包括： 给出蜗壳在蜗舌处的速度边界， 包 括径向速度和切向速度,并且周向均匀； 考虑蜗 舌的影响， 且为满足角动量守恒， 仅调整径向速 度分布， 通过函数控制径向速度的周向变化， 在 蜗舌处增大， 然后 在蜗舌后减小逐渐恢复至初始 值； 按照新的速度边界， 通过已有的二维设计方 法设计蜗壳， 生成三维几何蜗壳模型。 本发明提 出的设计方法， 考虑了蜗舌对流动参数的影响， 通过在设计时改变蜗舌前后的流量分布， 得到更 合理的蜗壳A/R曲线， 使蜗壳下游转子入口的流 动参数更加均匀， 显著降低转子受到的激振力， 防止转子发生高周疲劳， 延长使用寿 命。 权利要求书3页 说明书8页 附图8页 CN 115169055 A 2022.10.11 CN 115169055 A 1.一种考虑蜗舌影响的蜗壳设计方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1、 给出拟设计蜗壳在蜗舌处的速度边界， 包括径向速度和切向速度,且设定径向 速度和切向速度的初始值在周向上保持不变； 步骤2、 在方位角0至2π 的范围内设定三个方位角拐点， 分成四个方位角区间， 保持切向 速度不变， 调整方位角在0、 2 π和三个方位角拐点的径向速度； 所述径向速度的调整方案为： 在方位角为0处， 将初始 径向速度增大作为第一 边界径向速度； 在方位角为第一拐点处， 将初始 径向速度减小作为第二 边界径向速度； 在方位角为第二拐点处， 保持初始 径向速度不变作为第三 边界径向速度； 在方位角为第三拐点处， 保持初始 径向速度不变作为第四边界径向速度； 在方位角为2 π 处， 将初始 径向速度增大作为第五边界径向速度； 步骤3、 根据所述三个方位角拐点和调整后的五个边界径向速度， 在所述 四个方位角区 间内分别创建径向速度与方位角之间的区间分段函数； 所述分段函数的创建方案为： 在方位角为0 至第一拐点之间， 创建第一区间分段函数； 在方位角为第一拐点至第二拐点之间， 创建第二区间分段函数； 在方位角为第二拐点至第三拐点之间， 创建第三区间分段函数； 在方位角为第三拐点至2 π 之间， 创建第四区间分段函数； 步骤4、 将所述调整后的五个边界径向速度和所述四个区间分段函数作为新的速度边 界条件； 步骤5、 根据新的速度边界条件设计蜗壳， 生成蜗壳三维几何。 2.根据权利要求1所述的一种考虑蜗舌影响的蜗壳设计方法， 其特征在于， 所述步骤2 中三个方位角拐点的取值范围包括： 第一方位角拐点θ1为15至20度； 第二方位角拐点θ2为50至60度； 第三方位角拐点θ3为345至350度。 3.根据权利要求1所述的一种考虑蜗舌影响的蜗壳设计方法， 其特征在于， 所述步骤2 中更改边界径向速度的数值范围包括： 在方位角为0处， 边界径向速度为初始 径向速度的1至2倍； 在方位角为第一拐点处， 边界径向速度为初始 径向速度的0.5 至1倍； 在方位角为第二拐点处， 边界径向速度等于初始 径向速度； 在方位角为第三拐点处， 边界径向速度等于初始 径向速度； 在方位角为2 π 处， 边界径向速度为初始 径向速度的1至2倍。 4.根据权利要求1所述的一种考虑蜗舌影响的蜗壳设计方法， 其特征在于， 所述步骤3 中使用的分段函数包括线性 函数： 方位角范围为0～ θ1时的径向速度： 方位角范围为θ1～ θ2时的径向速度：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115169055 A 2方位角范围为θ2～ θ3时的径向速度： V3＝Vr； 方位角范围为θ3～2 π 时的径向速度： 其中： θ 为方位角自变量； θ1、 θ2和 θ3分别为方位角的第一拐点、 第二拐点和第三拐点； 为方位角为0时的边界径向速度， 为方位角 θ1处的边界径向速度， 为方位角为2π 时的 边界径向速度； Vr为初始径向速度。 5.根据权利要求1所述的一种考虑蜗舌影响的蜗壳设计方法， 其特征在于， 所述步骤3 中使用的分段函数还 包括幂函数： 方位角范围为0 至 时的径向速度： 方位角范围为 至θ1时的径向速度： 方位角范围为θ1～ θ2时的径向速度： 方位角范围为θ2～ θ3时的径向速度： V4＝Vr； 方位角范围为θ3～2 π 时的径向速度： 其中： θ 为 方位角自变量； θ1、 θ2和 θ3分别为方位角的第一拐点、 第二拐点和第三拐点； 为方位角为0时的边界径向速度， 为方位角 θ1处的边界径向速度， 为方位角为2π时的 边界径向速度； Vr为初始径向速度。 6.根据权利要求1所述的一种考虑蜗舌影响的蜗壳设计方法， 其特征在于， 所述步骤3 中使用的分段函数还 包括三角函数： 方位角范围为0 至θ1时的径向速度： 方位角范围为θ1～ θ2时的径向速度：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115169055 A 3