應用丨旋轉機械仿真應用概述

2017-12-28  by:CAE仿真在線  來源:互聯網

旋轉機械是工業領域非常重要的動力裝備,通用的包括汽輪機、燃氣輪機、水輪機、鼓風機、壓縮機等。近年來,隨著國家產業升級、節省減排、中國制造2025等規劃的相繼推出,對旋轉機械相關的性能也提出了越來越高的要求。

旋轉機械非常復雜,通常工作在高溫、高壓、高速旋轉的環境中,要達成各方面的研發目標就需要解決大量的工程問題。隨著現代CAE技術的日趨成熟,企業完全可以將這種先進的研發手段與傳統的試驗和設計經驗相結合,形成互補,從而提升研發設計能力,有效地指導新產品的研發設計,降低開發成本,縮短開發周期,從而大幅度提高企業的市場競爭力。

安世亞太及其強大的仿真技術可以為旋轉機械的設計研發提供堅強的CAE支撐,包括一維葉片快速設計、二維葉柵通流分析、模板化的總體性能快速評估和整機三維流體動力學、靜力學、動力學、疲勞壽命、流固耦合、顫振失速、模態、動態響應、噪聲分析及優化。這些設計分析、優化工作貫穿于產品研發的各個階段,可創造大量的技術成果。

1、葉片快速設計

ANSYS BladeModeler能夠快速設計多種形式的旋轉機械葉片,如軸流式、離心式和混合式葉片設計,靜止部件或旋轉部件(泵、槳葉、壓氣機、渦輪、擴張器、風扇、吹風機等)葉片設計等。

在Ansys BladeModeler中設計葉輪

2、葉柵通道快速通流分析

Vista系列軟件是一款定位為拓展透平機械幾何設計與分析范圍的工具。作為一款二維通流求解器,在進行精確、細致的三維流動模擬之前,該軟件提供了旋轉機械的快速初步分析能力。應用ANSYS Vista TF二維通流求解器進行初步的設計迭代可以降低產品設計和改進過程的總時間,這也最大程度提高了工程數值模擬的效率。

Vista TF快速設計方法

3、汽輪機濕蒸汽兩相流非平衡態流動分析

4、濕蒸汽兩相流非平衡態流動分析

5、透平機械三維非定常流動數值模擬

動葉25%葉高前緣點的靜壓脈動圖譜

動葉50%葉高前緣點的靜壓脈動圖譜

6、透平瞬態問題

Time Transformation(TT)和Fourier Transformation(FT)分析

7、透平機械流固耦合穩態分析

ANSYS CFX中應用網格變形

8、透平機械顫振氣動阻尼計算

9、 旋轉機械結構強度、振動和疲勞分析

• 結構應力和變形(強度問題)

• 轉子動力學(臨界轉速、不平衡響應)

• 轉動系統的振動、噪聲

• 轉軸擾度、強度計算

• 高溫儒變分析

• 裝配結構分析(過盈配合、螺栓預緊)

• 疲勞壽命評估

增壓器離心式壓氣機的結構靜、動力學分析

10、旋轉機械工藝成形仿真

• 轉軸、葉片的鍛造及熱處理仿真

• 旋轉機械金屬結構部件的鑄造仿真模擬

• 焊接和機加工仿真模擬等等

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