(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 202211255628.7 (22)申请日 2022.10.13 (71)申请人 北京航空航天大 学 地址 102206 北京市海淀区学院路37号 (72)发明人 许登科　孙大坤　董旭　孙晓峰　 (74)专利代理 机构 北京鼎承知识产权代理有限 公司 11551 专利代理师 夏华栋　顾可嘉 (51)Int.Cl. G06F 30/28(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种叶片力建模 方法、 计算设备及计算机存 储介质 (57)摘要 本申请提供一种叶片力建模方法、 计算设备 及计算机存储介质， 将叶片力分解为损失力和转 折力， 基于热力学第一定律、 动量方程以及定常 损失力的大小与当地气流相对动能成正比的假 设确定损失力大小， 基于动量方程、 定常周向力 大小与气流周向相对速度和子午速度的关系的 假设， 确定转折力大小， 并根据损失力和转折力 与气流速度和叶型几何弧线的关系确定损失力 和转折力的方向， 再保证计算准确性的同时缩减 计算量， 从而可以快速可靠地获取压气机内部流 动情况。 权利要求书2页 说明书11页 附图4页 CN 115455865 A 2022.12.09 CN 115455865 A 1.一种叶片力建模方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 将定常叶片力 分解为使气流产生流动损失的定常损失力 和迫使气流在叶片通道 中产生转折的定常转 折力 之和； 基于热力学第 一定律、 动 量方程以及定常损失力的大小与当地气流相对动能成正比的 假设， 确定所述定常损失力的大小； 根据当地气流速度方向确定所述定常损失力的方向； 基于动量方程、 定常周向力大小与气流周向相对速度和子午速度的关系的假设， 确定 所述定常转 折力的大小； 根据叶型几何中 弧线的法向方向确定所述 转折力的方向。 2.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述基于热力学第一定律、 动量方程以及定 常损失力的大小与当地气流相对动能成正比的假设， 确定所述定常损失力的大小， 包括： 所述动量方程包括定常轴对称假设下的三个方程； 基于所述热力学第一定律和所述定常轴对称假设下的三个方程确定子午熵增与所述 定常损失力的关系； 基于所述子午熵增与所述定常损失力的关系和定常损失力的大小与当地气流相对动 能成正比的假设确定 定常损失力系数； 基于所述定常损失力系数确定所述定常损失力的大小。 3.如权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述定常损失力的大小与当地气流相对动能 成正比的假设的表达式为： 其中， α为损失力系数， u、 v、 w分别为静止坐标系下的径向速度、 周向速度和轴向速度， Ω为转子速度， 其单位 为r/min， r为径向坐标。 4.如权利要求2或3所述的方法， 其特征在于， 所述基于动量方程、 定常周向力大小与气 流周向相对速度和子 午速度的关系的假设， 确定所述定常转 折力的大小， 包括： 所述动量方程包括周向动量方程； 基于定常假设、 轴对称假设和所述周向动量方程确定 定常轴对称周向动量方程； 基于所述定常轴对称周向动量方程和子午流向的方向导数的定义确定定常周向力的 大小的表达式； 基于所述定常周向力的大小的表达式和所述定常周向力大小与气流周向相对速度和 子午速度的关系的假设， 确定所述定常周向力系数； 基于所述定常周向力系数和所述定常损失力系数确定所述定常转 折力的大小。 5.如权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述定常周向力大小与气流周向相对速度和 子午速度的关系的假设的表达式为： 其中， β 为定常周向力系数， χθ为当地气流速度方向的反方向的单位方向向量在周向上 的分量， ζθ为叶型几何中 弧线的法向的单位方向 向量在周向上的分量。 6.如权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述方法还 包括：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115455865 A 2叶片力包括定常叶片力和非定常叶片力， 将非定常叶片力f分解为定常叶片力和非定 常扰动量之和包括： 其中， —表示定常量， ’表示扰动量； 基于泰勒展开确定所述非定常扰动量。 7.如权利要求6所述的方法， 其特征在于， 所述基于泰勒展开确定所述非定常扰动量包 括： 基于一阶泰勒展开确定所述非定常扰动量， 如下式： 8.如权利要求7所述的方法， 其特征在于， 所述基于泰勒展开确定所述非定常扰动量包 括： 基于一阶泰勒展开和一阶延迟方程确定所述非定常扰动量， 如下式： 其中， τ 为延迟时间。 9.一种计算设备， 包括： 一个或多个处 理器； 存储器， 用于存 储一个或多个程序， 其中， 当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时， 使得所述一个或多个 处理器实现权利要求1至8中任一项所述的方法。 10.一种计算机可读存储介质， 存储有计算机可执行指令， 所述计算机指令用于使所述 计算机执 行根据权利要求1 ‑8中任一项所述的方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115455865 A 3