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龍圖騰網(wǎng)獲悉天津大學(xué)申請的專利一種雙通道蝸殼的設(shè)計方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN117216889B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-04-01發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202311001610.9，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G06F30/17；該發(fā)明授權(quán)一種雙通道蝸殼的設(shè)計方法是由李孝檢;楊世龍;劉正先設(shè)計研發(fā)完成，并于2023-08-10向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種雙通道蝸殼的設(shè)計方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種雙通道蝸殼的設(shè)計方法。本發(fā)明設(shè)計了一種雙通道非對稱蝸殼截面形狀，以梨形為基礎(chǔ)，上下兩半，可在不交叉的情況下改變面積大小；提供了一種雙通道蝸殼的參數(shù)化造型方法，將單邊蝸殼劃分為螺旋段、預(yù)旋段和進(jìn)口段，螺旋段可根據(jù)給定的蝸殼進(jìn)口氣動參數(shù)和幾何參數(shù)計算蝸殼不同方位角上的截面大圓弧半徑，預(yù)旋段和進(jìn)口段截面由螺旋段最大截面延伸出來，退化成一般形狀，只控制兩端截面，中間放樣造型；所有截面型線可用空間坐標(biāo)計算公式計算得空間坐標(biāo)點；根據(jù)非對稱因子分配兩邊蝸殼進(jìn)口流量，其它進(jìn)口參數(shù)相同，可設(shè)計出非對稱的兩個單邊蝸殼，再將底面相合，可得雙通道非對稱蝸殼。該方法提高了雙通道蝸殼的設(shè)計精度和效率。

本發(fā)明授權(quán)一種雙通道蝸殼的設(shè)計方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種雙通道蝸殼的設(shè)計方法，其特征在于，所述蝸殼的螺旋段型線的設(shè)計包括下述步驟：1依據(jù)給定的蝸殼設(shè)計氣動參數(shù)和幾何參數(shù)計算蝸殼最小截面圓弧半徑r1及其方位角θ0；2令蝸殼截面方位角θ∈[θ0,360°]所對應(yīng)的蝸殼截面圓弧半徑為r1；3采用隱式迭代計算方法計算蝸殼截面方位角為0時所對應(yīng)的蝸殼截面圓弧半徑r3；4在[r1,r3]中選取半徑r，代入方程組，得出其對應(yīng)的方位角θ；5根據(jù)任意蝸殼截面方位角θ處截面圓的空間坐標(biāo)參數(shù)方程計算任意蝸殼截面方位角θ處截面圓的空間坐標(biāo)X,Y,Z；6根據(jù)不同蝸殼截面方位角處截面圓的空間坐標(biāo)得到蝸殼螺旋段截面圓空間型線；所述步驟1中給定的蝸殼設(shè)計氣動參數(shù)和幾何參數(shù)包括蝸殼進(jìn)口質(zhì)量流量Gt1，蝸殼出口絕對速度切向分量c1u，蝸殼通道內(nèi)的氣體密度ρ，速度損失系數(shù)非對稱因子D，蝸殼出口半徑r0，蝸殼出口寬度br，基圓半徑Rh，通道結(jié)構(gòu)角γ，匯流角bt；所述步驟1中蝸殼最小截面圓弧半徑r1的計算公式為： 式中：C是兩個通道之間的間隙的12，δ＝γ2；r1對應(yīng)的方位角θ0的計算公式為: 式中：k是積分常系數(shù)；s1是線段1的徑向長度；s'2是最小截面線段3的徑向長度，其值為0；R'0是最小截面大圓弧圓心距基圓圓心的距離；G'θ1是通過匯流段小三角的質(zhì)量流量；G'θ2是通過梯形的質(zhì)量流量，G'θ3是通過弧邊梯形的質(zhì)量流量，G'θ4是通過半圓的質(zhì)量流量，GT是通過蝸殼的總流量，蝸殼截面的基礎(chǔ)形狀為梨形，而最小截面退化成了圓弧，整體尺寸與匯流段小三角相當(dāng)；步驟4中所述方程組為： 式中：s2是線段3的徑向長度；R0是截面大圓弧圓心距基圓圓心的距離；Gθ1是通過匯流段小三角的質(zhì)量流量；Gθ2是通過梯形的質(zhì)量流量，Gθ3是通過弧邊梯形的質(zhì)量流量，Gθ4是通過半圓的質(zhì)量流量，蝸殼截面的形狀以梨形為基礎(chǔ)與匯流段小三角復(fù)合而成，小三角大小不變，梨形會隨著方位角變小而增大，其大小可由大圓弧的半徑r確定；所述步驟5中任意蝸殼截面方位角θ處截面圓的空間坐標(biāo)參數(shù)方程為：線段1： 線段2： 大圓弧： 線段3： 式中：β是線段插值參數(shù)，β∈[0,1]；α是圓弧插值參數(shù)，截面型線的分段從匯流段小三角形的斜邊開始逆時針環(huán)繞截面輪轂劃分得到，并根據(jù)蝸殼截面的實際情況，沒有在蝸殼出口處閉合；所述蝸殼的預(yù)旋段型線的設(shè)計方法為：①令預(yù)旋角度為即起始截面方位角為截面在θ＝0°的截面基礎(chǔ)上修改：首先徑向位置增加Δh，線段1消失，剩余部分的坐標(biāo)點相對于θ＝0°的坐標(biāo)點變化一個方位角，同時增加小圓弧段，起始截面結(jié)構(gòu)實際上由原來的復(fù)合形狀變成了完整的梨形，并在徑向位置上增加了一定距離；②根據(jù)變方位角公式得到起始截面線段2、大圓弧、線段3的空間坐標(biāo)③根據(jù)小圓弧空間坐標(biāo)參數(shù)方程得到小圓弧的空間坐標(biāo)XD,YD,ZD；④預(yù)旋段終止截面為螺旋段起始截面，兩面之間的型線不做具體設(shè)計，曲面放樣后的結(jié)果合適即可；所述蝸殼的進(jìn)口段型線的設(shè)計方法為：①令蝸殼進(jìn)口形狀為由兩條長度為H的線段和兩個半徑為r3的半圓組成的膠囊狀，或是兩頭一樣大的梨形；②令進(jìn)口截面平行于預(yù)旋段起始截面，兩截面間的距離為L，且兩截面形心在L＝0時具有相同的徑向距離；③根據(jù)空間坐標(biāo)公式得到進(jìn)口截面的空間坐標(biāo)，進(jìn)而得到進(jìn)口截面型線；將上述蝸殼螺旋段、預(yù)旋段、進(jìn)口段的進(jìn)口坐標(biāo)組合可以得到單邊蝸殼的結(jié)構(gòu)，若得到雙通道蝸殼，還需進(jìn)行以下步驟：①利用上述蝸殼造型方法，根據(jù)非對稱因子的大小，設(shè)計另一種通道截面大小不同的蝸殼，所述非對稱因子的公式如下： 式中：Gt1是蝸殼1的進(jìn)口流量，Gt2是蝸殼2的進(jìn)口流量；②將兩蝸殼的底面相和，得到雙通道蝸殼。

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