技术特征：
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、2π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2π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2π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2π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：
方位角范围为θ2～θ3时的径向速度：v3＝v
r
；方位角范围为θ3～2π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；v
r
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＝v
r
；方位角范围为θ3～2π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；v
r
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：
方位角范围为θ2～θ3时的径向速度：v3＝v
r
；方位角范围为θ3～2π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；v
r
为初始径向速度。
技术总结
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。延长使用寿命。延长使用寿命。
技术研发人员：李超 陈化 宋玉超 孟维明 邢辉 魏一
受保护的技术使用者：大连海事大学
技术研发日：2022.08.11
技术公布日：2022/10/11