透平設計
關注創建者：SoftInWay中國 創建時間：2021-02-01
透平設計的視頻教程
基于Cadence高保真CFD方案的先進透平機械設計
直播大綱： ?學習如何使用Cadence Fidelity CFD方案設計高性能和高效的透平發動機 ?了解為什么不穩定性在透平機械設計中很重要，以及如何快速準確地建模 ?示例：如何通過非定常模擬更好地理解和分析多級設計 適用人群： 發動機、風機、水輪機等旋轉機械行業的設計，CFD模擬從業者，高校教師及學生。
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TurboTides 2024R2全新版本發布會--智能算法驅動的全自動優化透平機械集成設計平臺
TurboTides是一款針對旋轉機械領域的集設計、建模、仿真、優化、數據管理于一體的現代化設計平臺。該產品是CAE仿真工具與系統工程思想的正向設計系統，致力于為旋轉機械行業用戶提供一體化、專業化、定制化和智能化的CAE設計工具。 本次TurboTides 2024R2版本的發布會將重點介紹升級亮點，帶您更加深入了解這款產品。
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使用AxSTREAM葉輪機械平臺來設計ORC透平
本視頻節選自SoftInWay往期研討會《余熱回收系統的設計及優化》。 SoftInWay是一個已有20年歷史，全球設有多個辦公室的葉輪機械領域的專業公司，公司旗下擁有集設計，分析和優化為一體的專業葉輪機械設計軟件平臺AxSTREAM。優質的軟件及迅速的技術支持體驗，已獲得全球450多家客戶的信賴及肯定。
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透平設計的實例教程
這篇文章中采用CAESES進行sCO2軸流透平設計的方法，發表于2019年7月17日至21日的ASME透平會議。
簡 介
傳統發電廠采用蒸汽作為工質，通過透平產生動力，超臨界二氧化碳（以下簡稱sCO2）循環使用的是溫度和壓力均高于臨界點（超臨界狀態）的CO2，在這種狀態下，CO2表現出介于氣體和液體之間的特性，并且具有較高的密度和體積熱容，這種狀態下的特性為高循環效率提供了巨大潛力。由于工質的能量密度更高，因此可以減小組件尺寸，從而減小占地面積和成本。sCO2也被認為是一種安全的介質，其資源十分充足且使用收益高，因此，從效率和成本角度來看，sCO2發電有潛力取代蒸汽發電。
本文對用于廢熱回收應用的新型sCO2軸流透平設計進行了探索，文中基于10兆瓦的案例進行介紹。
文中采用Kulfan Class Shape Transformation（CST）變換方法進行二維軸流葉型輪廓變形優化設計，并在設計優化過程中同時考慮葉片的氣動效率及應力情況。
軸流透平設計原理
首先基于尺寸、性能、運行工況等設計需求，項目中使用了Triveni Turbines開發的一維均線計算內部工具進行設計計算，均線計算的結果構成了二維葉片輪廓設計的基礎。
項目中采用CAESES進行軸流透平的幾何建模，調用二維/準三維流動求解器MISES用于方針分析，并采用印度科技學院（IISc）內部開發的Matlab腳本進行前后處理。通過CAESES軟件的自動優化平臺封裝了整個過程，用以優化透平葉片的氣動性能。
展開 直播通過設計高性能高效的透平發動機為大家介紹更優的CFD工具
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在機械工業領域中，透平機械作為原動機和工作機在能源動力領域發揮著至關重要的作用。 它決定著其運行的效率及性能，常見在水利工程領域的發電站、泵站中的水輪機和水泵、航空航天領域的飛行器發動機、新能源領域的風力發電機。
而在透平機械的CFD模擬中，不僅需要考慮旋轉和靜止兩個計算域，還需要考慮各種流動現象，如湍流、分離、旋轉效應等。這些都會對流場產生較大影響，因此，需要使用高精度的模擬方法和優化算法來提高計算精度和效率。
Cadence CFD 系統化分析仿真平臺-Fidelity【原Numeca軟件】 能很好的幫助我們解決這個問題。 在CFD方案支持下，透平機械設計得以實現： 快速建模與網格劃分、自由流動和復雜流動計算的并行化、高精度速度求解算法、 CFD計算結果與數值實驗的校核對比，以及自動生成工程圖等。
基于此，為幫助大家更好的了解CFD仿真分析在透平機械設計中的應用，本文將在介紹 Cadence Fidelity CFD 優勢的基礎上，為大家 推出 【基于Cadence高保真CFD方案的先進透平機械設計】 直播 ，詳解如何設計高性能和高效的透平發動機，以及幫助設計人員調整燃燒系統適應新燃料，保持低排放高效發電。詳細直播相關內容見下文??，歡迎大家報名參加~
Cadence Fidelity CFD 優勢
適用于任何應用的高保真度網格劃分和求解技術
1.網格劃分 - 16核并行生成1億網格僅需2分鐘
●Fidelity具備并行和幾何清理功能的非結構化網格生成器，能夠做到由體到面和由面到體的網格劃分方式。
展開 * 強化幾何建模能力，新增蝸殼加厚、平衡孔和非對稱葉片造型等功能，極大地提升設計效率和模型多樣性，滿足復雜工程需求。
三 傳承經典，協同合作
* 推出全新的在線數據庫模塊，為企業技術積累和團隊協同提供強有力的支持。
* 增加對 Linux 操作系統的支持，全中文界面及幫助文檔優化，全面兼容國產操作系統，為更多用戶提供便捷的使用體驗。
應用案例及軟件演示
??典型場景下的應用實例應用
場景一、 Krain葉輪性能智能自動優化案例
場景二、 多工況點的自動優化案例
場景三、基于氣動和結構的多學科智能自動優化案例
??軟件操作視頻演示
技術引領，創新未來
* 打造與數字加工（CAM）的無縫貫通，推動設計與制造的一體化。
* 引入 AI Co-pilot 功能，作為工程師的智能助手，進一步提升設計效率。
* 支持 GPU 加速，為大規模計算任務提供更快的響應和更高的性能。
12月18日發布會重磅發布
演講嘉賓
邱徐文-博士 太澤科技公司創始人、董事長
美國雪城大學機械工程博士，創立了合肥市太澤透平技術公司，并領導開發了具有完整知識產權的、國際領先的集成透平機械設計CAE系統：TurboTides。
邱徐文博士30年來潛心研究透平機械設計技術，在國際會議和期刊上發表了多篇關于葉片逆設計、透平機械機理研究和集成設計系統等有影響力的論文，特別是發明的“Qiu氏滑移系數模型”為軸流、徑流和混流葉片的滑移系數計算提供了一個共同的理論基礎，已被同行廣泛研究和采用，并且被收錄入一本著名的葉輪機械的教科書中。
展開 但是，在獲得其他實驗探索和實際操作數據之前，推薦的作法是在設計過程中保持距飽和線一定的裕度。
圖3 – AxSTREAM設計的離心壓縮機的2D和3D幾何結果
透平設計考慮事項
sCO2循環中的高溫組件在與超超臨界蒸汽輪機相似的溫度下運行，并且蒸汽應用中的合金材料的大部分研究結果都適用于sCO2循環。 對于在接近或超過700°C的高溫下運行的sCO2透平，其設計受蠕變限制，需要鎳基合金才能獲得足夠的蠕變強度。 圖4中比較了適用于sCO2應用的不同材料。除了蠕變特性外，透平材料的另一個關鍵考慮因素是sCO2環境中的腐蝕性能。 需要持續的進行材料測試以確定材料對CO2純度的敏感性，對各種CO2混合物的抗腐蝕性能，以及在高流速環境中進行測試以確認實際的抗腐蝕特性。
圖4 – 在sCO2應用中經常會考慮到的一些材料
sCO2透平可以是徑向或軸向設計。在大多數sCO2循環中，透平的入口溫度都遠遠高于CO2臨界溫度，氣體表現近似于理想氣體的表現結果。因此，可以使用現有的設計方法和工具例如AxSTREAM來實現類似于蒸氣/燃氣輪機的其他應用的透平設計。通常，透平的設計目標是在最少的級數中實現最大化效率。它們的葉片/葉輪部件與其他葉輪機械應用類似，但有幾個主要區別。一個關鍵的區別是sCO2透平的功率密度高于其他類型的透平（有一個例外是火箭發動機的渦輪泵），因此透平葉片上的壓力（靜態）負荷不容忽視，就像在低密度應用中所考慮的一樣。對于軸流式透平，為了避免葉片上過大的彎曲和拉伸應力，可以選擇沖動式，因為反動式將具有更高的應力。但是，如果設計時彎曲應力和拉應力允許的情況下，則反動式比沖動式證明更高效，但最終會導致更多的級數，從而會增加工廠的占地面積。
展開 2024年8月13日（下周二）19:30
直播主題： 基于Cadence高保真CFD方案的先進透平機械設計
講師介紹： 吳昌 Cadence CFD 應用工程師
碩士攻讀流體機械專業，博士攻讀動力機械及工程專業。一直致力于CFD的應用與二次開發等工作，具有豐富的工程項目經驗。多次主導及參與葉輪機械氣動，傳熱與噪聲優化項目。
直播內容：
透平機械在當今的能源轉型和脫碳戰略中發揮著關鍵作用。作為綠色能源倡議的一部分，液化氣、沼氣或氫氣等環保燃料正在取代火力發電廠使用的化石燃料。
透平機械設計人員面臨的挑戰是調整燃燒系統，以適應這些新燃料，在保持低排放的同時可靠高效地發電。
Cadence高保真計算流體動力學(CFD)模擬在設計和優化下一代高性能、高效和可靠的透平機械中起著關鍵作用。
直播亮點：
1??學習如何使用Cadence Fidelity CFD方案設計高性能和高效的透平發動機
2??了解為什么不穩定性在透平機械設計中很重要，以及如何快速準確地建模
3??示例：如何通過非定常模擬更好地理解和分析多級設計
報名福利 ：
原價 29.9 【Fluent旋轉機械氣動與噪聲設計應用——氣動噪聲分析設計流程】 0元 領取！
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技術鄰簡介:
技術鄰專注于工科技術社區，從最早的CAE技術社區（中國CAE聯盟）發展而來，在CAE領域有20年的教學和咨詢服務經驗。
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邱徐文博士30年來潛心研究透平機械設計技術，在國際會議和期刊上發表了多篇關于葉片逆設計、透平機械機理研究和集成設計系統等有影響力的論文，特別是發明的“Qiu氏滑移系數模型”為軸流、徑流和混流葉片的滑移系數計算提供了一個共同的理論基礎，已被同行廣泛研究和采用，并且被收錄入一本著名的葉輪機械的教科書中。
透平機械設計人員面臨的挑戰是調整燃燒系統，以適應這些新燃料，在保持低排放的同時可靠高效地發電。
Cadence高保真計算流體動力學(CFD)模擬在設計和優化下一代高性能、高效和可靠的透平機械中起著關鍵作用。
基于此，為幫助大家更好的了解CFD仿真分析在透平機械設計中的應用，本文將在介紹 Cadence Fidelity CFD 優勢的基礎上，為大家 推出 【基于Cadence高保真CFD方案的先進透平機械設計】 直播 ，詳解如何設計高性能和高效的透平發動機，以及幫助設計人員調整燃燒系統適應新燃料，保持低排放高效發電。
CFD軟件的應用
模型級設計
下文模型級設計采用NREC系列軟件，它是NREC公司生產的用于透平機械設計分析和加工用軟件，其中用于產品設計的軟件模塊有PREDIG和COMIG。
Turbotides作為聚焦于透平機械設計的一體化CAE研發平臺，其包括總體設計、一維設計、幾何造型和二維通流分析、三維CFD仿真及FEA轉子動力學分析，將各個模塊高度集成，數據無損傳輸。同時結合強大的知識庫功能，可將用戶的所有設計數字化、標準化。
以透平機械為例，隨著風電光伏發電量提升，電網負載的動態平衡日益成為迫切的課題，削峰填谷的電網級儲能未來將有廣闊發展前景，在電化學技術路線之外，無論是當前主流的抽水蓄能，還是新興的壓縮空氣儲能（CAES），都需要高效的透平機械以減少損耗，實現儲能效率，也為相應場景下透平機械設計帶來新的約束條件，更高精度、更高效率的 CFD 軟件平臺，無疑可以幫助透平機械廠商更快更好地捕捉新興市場機會，實現轉型升級發展
太澤透平的核心技術是自主研發的CAE軟件研發基座TT-Foundation，核心產品旋轉機械集成設計系統TurboTides是國內一款具有自主知識產權、完全可控、用于透平設計的商業系統級軟件。并且，TurboTides具有開放式的基礎平臺，方便客戶定制開發。
透平機械設計分析軟件，能提供葉片的幾何造型并為流場分析建立模型。
透平機械設計分析軟件，能提供葉片的幾何造型并為流場分析建立模型。
透平機械設計分析軟件，能提供葉片的幾何造型并為流場分析建立模型。
