CAESES在泵設(shè)計優(yōu)化中的應(yīng)用

結(jié)合CFD技術(shù)的幾何形狀優(yōu)化已經(jīng)普遍應(yīng)用于水泵的快速、全面設(shè)計,對于這類研究,CAESES軟件能夠提供最有效的解決方案。CAESES可以通過自動化的幾何變形、結(jié)合CFD的性能評估來在最少的時間里搜尋到最優(yōu)的設(shè)計方案,從而大幅加快工程項目進度。

 評估大量設(shè)計方案——完全自動化!

CAESES在泵設(shè)計優(yōu)化中的應(yīng)用的圖1

水泵設(shè)計:在CAESES中實現(xiàn)葉輪的自動變形

 CAESES的用戶:

全球業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的公司,例如KSB、Ebara、Hitachi、DMW,都已經(jīng)將CAESES集成到自身的工作流當(dāng)中,以便為客戶提供最優(yōu)質(zhì)的水泵。

CAESES在泵設(shè)計優(yōu)化中的應(yīng)用的圖2

 基于CFD的幾何形狀優(yōu)化 

CAESES專注于為設(shè)計過程提供高魯棒性的可變幾何建模方案,可以完全自主的定義幾何變形的控制規(guī)則及變化參數(shù)。基于初始設(shè)計結(jié)果在CAESES中創(chuàng)建模型,這樣在變形過程中可保證100%的魯棒性,并且可搭配仿真工具,進行全自動分析。

對于生成的葉輪幾何,CAESES還可以提供相應(yīng)的參數(shù)化單通道流體域,以便支持全自動的網(wǎng)格劃分。通過預(yù)先定義的顏色對各部分進行區(qū)分,可以確保在設(shè)計研究和優(yōu)化運行期間,對應(yīng)的邊界不會發(fā)生變化。

CAESES在泵設(shè)計優(yōu)化中的應(yīng)用的圖3

用以自動劃分網(wǎng)格的參數(shù)化葉輪流體域

 高效的參數(shù)化定義 

用戶可以將所有泵設(shè)計的經(jīng)驗,包括各種約束條件,添加到參數(shù)化的CAESES模型中。這將確保所有生成的設(shè)計結(jié)果都是實際可行的,設(shè)計參數(shù)都是合理的。這樣就節(jié)省了不必要而費時的CFD計算,從而大幅提速設(shè)計進度。

 定制化 

CAESES提供了一個強大的CAD環(huán)境,支持腳本編輯。這允許用戶可根據(jù)自身需求定制任何功能。例如參數(shù)化的前、后蓋板型線、包角、厚度函數(shù)、基于半徑的翼型定義、自動擬合和流道優(yōu)化等。

通過使用CAESES獨有的自定義feature功能,用戶可以采用數(shù)學(xué)方程、函數(shù)和控制語句(條件判斷語句、循環(huán)語句、結(jié)束語句、開關(guān)語句等)進行模型設(shè)計及優(yōu)化功能的代碼編寫。

CAESES在泵設(shè)計優(yōu)化中的應(yīng)用的圖4

為仿真驅(qū)動的設(shè)計而創(chuàng)建的完全定制、幾何可變的模型

CAESES在泵設(shè)計優(yōu)化中的應(yīng)用的圖5

葉輪幾何的變形:自動化、高效率

CAESES在泵設(shè)計優(yōu)化中的應(yīng)用的圖6

在CAESES設(shè)計視圖中對所有葉輪設(shè)計方案進行分析

 水泵設(shè)計過程的自動化 

除了全面的CAD建模功能,CAESES允許用戶通過集成網(wǎng)格劃分和CFD工具來實現(xiàn)自動化的水泵設(shè)計分析流程。可與CAESES耦合的典型工具如下:

● FINETM/Turbo

● ANSYS CFX & TurboGrid

● PumpLinx

● STAR-CCM+

● OpenFOAM

● 專有的內(nèi)部工具

通過CAESES與仿真工具的耦合,您將能夠?qū)崿F(xiàn)泵設(shè)計與優(yōu)化所需的所有功能流程,并且集成在了一個用戶界面中。

CAESES在泵設(shè)計優(yōu)化中的應(yīng)用的圖7

自動化CFD分析流程

 渦室設(shè)計和優(yōu)化 

CAESES也非常適合泵渦室的設(shè)計和優(yōu)化工作。

CAESES在泵設(shè)計優(yōu)化中的應(yīng)用的圖8

在CAESES中進行自動化隔舌變形分析

德國KSB公司運用CAESES和ANSYS進行了泵流道設(shè)計與優(yōu)化的案例研究,取得了很好的效果。

        CAESES在泵設(shè)計優(yōu)化中的應(yīng)用的圖9

CAESES在泵設(shè)計優(yōu)化中的應(yīng)用的圖10

泵流道流動特性優(yōu)化,由德國KSB公司運用CAESES和ANSYS工具完成

我們已經(jīng)有多年成功使用CAESES的經(jīng)驗。在CAESES中,我們可以創(chuàng)建泵設(shè)計過程中任意階段的設(shè)計優(yōu)化流程。CAESES的功能極大的加速和完善了我們傳統(tǒng)的設(shè)計流程,并幫助我們提升了多種類型水泵的質(zhì)量。

——Toni Klemm博士,CFD工程師,德國KSB公司

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