透平設計學習案例集含透平設計步驟教學案例教程

基于CAESES的超臨界二氧化碳（sCO2）軸流透平葉片優(yōu)化設計研究

這篇文章中采用CAESES進行sCO2軸流透平設計的方法，發(fā)表于2019年7月17日至21日的ASME透平會議。簡介傳統(tǒng)發(fā)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(huán)使用的是溫度和壓力均高于臨界點（超臨界狀態(tài)）的CO2，在這種狀態(tài)下，CO2表現(xiàn)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(tài)下的特性為高循環(huán)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(fā)電有潛力取代蒸汽發(fā)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(yōu)化設計，并在設計優(yōu)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(fā)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(fā)的Matlab腳本進行前后處理。通過CAESES軟件的自動優(yōu)化平臺封裝了整個過程，用以優(yōu)化透平葉片的氣動性能。

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基于Cadence高保真CFD方案的先進透平機械設計【8月13日直播】

直播通過設計高性能高效的透平發(fā)動機為大家介紹更優(yōu)的CFD工具掃碼進入預約?? 在機械工業(yè)領域中，透平機械作為原動機和工作機在能源動力領域發(fā)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(fā)電站、泵站中的水輪機和水泵、航空航天領域的飛行器發(fā)動機、新能源領域的風力發(fā)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(xiàn)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(yōu)化算法來提高計算精度和效率。 Cadence CFD 系統(tǒng)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(xiàn)：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(shù)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(yōu)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(fā)動機，以及幫助設計人員調整燃燒系統(tǒng)適應新燃料，保持低排放高效發(fā)電。詳細直播相關內容見下文??，歡迎大家報名參加~ Cadence Fidelity CFD 優(yōu)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。

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發(fā)布會|TurboTides 2024R2全新版本：智能算法驅動的全自動優(yōu)化透平機械集成設計平臺

* 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(xié)同合作 * 推出全新的在線數(shù)據(jù)庫模塊，為企業(yè)技術積累和團隊協(xié)同提供強有力的支持。 * 增加對 Linux 操作系統(tǒng)的支持，全中文界面及幫助文檔優(yōu)化，全面兼容國產操作系統(tǒng)，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(yōu)化案例場景二、多工況點的自動優(yōu)化案例場景三、基于氣動和結構的多學科智能自動優(yōu)化案例 ??軟件操作視頻演示技術引領，創(chuàng)新未來 * 打造與數(shù)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(guī)模計算任務提供更快的響應和更高的性能。 12月18日發(fā)布會重磅發(fā)布演講嘉賓邱徐文-博士太澤科技公司創(chuàng)始人、董事長美國雪城大學機械工程博士，創(chuàng)立了合肥市太澤透平技術公司，并領導開發(fā)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(tǒng)：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(fā)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(tǒng)等有影響力的論文，特別是發(fā)明的“Qiu氏滑移系數(shù)模型”為軸流、徑流和混流葉片的滑移系數(shù)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。

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使用sCO2作為工質設計葉輪機械時的考慮事項

但是，在獲得其他實驗探索和實際操作數(shù)據(jù)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(huán)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(huán)。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(huán)境中的腐蝕性能。需要持續(xù)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(huán)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(shù)sCO2循環(huán)中，透平的入口溫度都遠遠高于CO2臨界溫度，氣體表現(xiàn)近似于理想氣體的表現(xiàn)結果。因此，可以使用現(xiàn)有的設計方法和工具例如AxSTREAM來實現(xiàn)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(shù)中實現(xiàn)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(qū)別。一個關鍵的區(qū)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(fā)動機的渦輪泵），因此透平葉片上的壓力（靜態(tài)）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(shù)，從而會增加工廠的占地面積。

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旋轉機械CFD仿真解決方案合集，涉及發(fā)動機、風機、水輪機（內含6個免費干貨視頻）

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(yè)，博士攻讀動力機械及工程專業(yè)。一直致力于CFD的應用與二次開發(fā)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(yōu)化項目。直播內容：透平機械在當今的能源轉型和脫碳戰(zhàn)略中發(fā)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(huán)保燃料正在取代火力發(fā)電廠使用的化石燃料。透平機械設計人員面臨的挑戰(zhàn)是調整燃燒系統(tǒng)，以適應這些新燃料，在保持低排放的同時可靠高效地發(fā)電。 Cadence高保真計算流體動力學(CFD)模擬在設計和優(yōu)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(fā)動機 2??了解為什么不穩(wěn)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！ ↑點擊了解課程詳情↑ 課程領取方式：添加技術鄰企微客服回復【J免費領取】 get獲取方式技術鄰簡介: 技術鄰專注于工科技術社區(qū)，從最早的CAE技術社區(qū)（中國CAE聯(lián)盟）發(fā)展而來，在CAE領域有20年的教學和咨詢服務經驗。

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各類工業(yè)常用軟件，你知道的有多少