西安交通大学张荻获国家专利权
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龙图腾网获悉西安交通大学申请的专利一种汽轮机叶片水蚀损伤预测方法、系统及装置获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120087232B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-04发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510549625.1,技术领域涉及:G06F30/27;该发明授权一种汽轮机叶片水蚀损伤预测方法、系统及装置是由张荻;刘勇;谢永慧;刘玉鹏设计研发完成,并于2025-04-29向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种汽轮机叶片水蚀损伤预测方法、系统及装置在说明书摘要公布了:本发明公开一种汽轮机叶片水蚀损伤预测方法、系统及装置,涉及水蚀损伤预测技术领域,该方法包括建立三维叶片及外流域几何模型,对几何模型进行网格划分,得到能够对网格单元表示的图结构;采用图结构进行数值模拟以获取水蚀数据训练集;构建叶片的水蚀损伤评估模型,水蚀损伤评估模型包括流场预测网络和动叶侵蚀率预测网络;采用将水蚀数据训练集输入水蚀损伤评估模型中进行训练,预测出不同径向高度上的二次水滴撞击引起的动叶侵蚀率;本发明以足量叶片水蚀分析结果作为样本数据,训练基于流场内液相参数分布预测网络和动叶侵蚀率预测网络,实现从设计参数到末级动叶侵蚀率的快速预测,同时提高了动叶侵蚀率预测的精确性。
本发明授权一种汽轮机叶片水蚀损伤预测方法、系统及装置在权利要求书中公布了:1.一种汽轮机叶片水蚀损伤预测方法,其特征在于,包括以下步骤: 获取汽轮机叶片样本的几何参数和工况控制参数,根据几何参数建立包括三维叶片表面和叶片外流域的几何模型,并对几何模型进行网格划分,得到能够对网格单元表示的图结构; 采用图结构进行数值模拟以获取不同径向高度处的动静叶间截面液相参数;所述动静叶间截面液相参数包括一次液滴的数量、液滴直径和液滴撞击速度;根据一次液滴的数量、液滴直径和液滴撞击速度,得到二次液滴的空间分布特征和运动分布特征;根据二次液滴的空间分布特征和运动分布特征得到不同径向高度上的二次水滴撞击引起的动叶侵蚀率;所述根据二次液滴的空间分布特征和运动分布特征得到不同径向高度上的二次水滴撞击引起的动叶侵蚀率,具体包括以下步骤:以湿蒸汽为工质,对不同结构的叶片样本进行非平衡凝结流动计算,获得末级静叶栅内液相质量流量G;根据湿蒸汽的密度、湿蒸汽的绝对速度矢量、湿蒸汽凝结生成的一次液滴绝对速度矢量和一次液滴表面张力,采用韦伯计算公式计算出不同叶片高度区域二次液滴的直径d;根据末级静叶栅内液相质量流量、相对叶片高度处湿度与一次液滴的体积和一次液滴密度,得到不同叶片高处二次液滴的数量M;根据二次液滴撞击速度、二次液滴直径和动叶材料的抗冲蚀数,计算出动叶表面单个液滴造成的材料体积损伤,进而得到动叶侵蚀率;其中,所述二次液滴的周向速度与对应叶片高处区域的圆周速度相同,其径向速度与主流径向分速度相同; 以叶片样本的工况控制参数作为输入,以动静叶截面液相参数作为输出对神经网络进行训练,构建出流场预测网络;将流场预测网络的输出作为输入,以二次液滴的空间分布特征和运动分布特征作为动叶侵蚀率的影响参数,以动叶侵蚀率作为输出,构建出动叶侵蚀率预测网络;根据流场预测网络和动叶侵蚀率预测网络建立水蚀损伤评估模型;所述以叶片样本的工况控制参数作为输入,以动静叶截面液相参数作为输出对神经网络进行训练,构建出流场预测网络,具体包括以下步骤:根据叶片实际运行工况设置初始边界条件;对动静叶间截面液相参数进行分析,在该截面相同叶片高度处,沿切向选取m个点,提取每个数据点上的液相参数,则得到同一径向高度上的通道中液相参数;对该截面上共计k处的不同径向高度处的动静叶间截面液相参数值进行提取,得到动静叶间截面液相参数向量空间;根据动静叶间截面液相参数向量空间、叶片样本的工况控制参数和神经网络参数,建立出流场预测网络; 将待测汽轮机叶片的实际工况控制参数输入水蚀损伤评估模型中,预测出不同径向高度上的二次水滴撞击引起的动叶侵蚀率。
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