透平機械設計的案例
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 發布會|TurboTides 2024R2全新版本：智能算法驅動的全自動優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 助力產業轉型，Cadence Fidelity CFD 亮相透平機械盛會
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。
隨著 Fidelity CFD 的推出，Cadence 已經向外界展現了向流體仿真等更廣泛系統設計領域拓展布局的意愿和能力。事實上，這樣的拓展也正符合自動化、智能化融合發展的產業變革深層邏輯，并已成為越來越多系統廠商自覺或不自覺的實踐方向，依托數十年來持之以恒的內部研發與外延并購，Cadence 始終行進在產業潮流的最前沿，并已成為電子系統設計（ESD）向智能系統設計（ISD）進化的領導者。
關于 Cadence
Cadence 在計算軟件領域擁有超過 30 年的專業經驗，是電子系統設計產業的關鍵領導者。基于公司的智能系統設計戰略，Cadence 致力于提供軟件、硬件和 IP 產品，助力電子設計從概念成為現實。Cadence 的客戶遍布全球，皆為最具創新能力的企業，他們向超大規模計算、5G 通訊、汽車、移動設備、航空、消費電子、工業和醫療等最具活力的應用市場交付從芯片、電路板到完整系統的卓越電子產品。Cadence 已連續八年名列美國財富雜志評選的 100 家最適合工作的公司。
展開 旋轉機械CFD仿真解決方案合集，涉及發動機、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，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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課程領取方式：
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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。
展開 
資深專家談CFD應用-CFD如何在葉輪機機械產品設計中發揮更大的價值
結論
本文根據作者的部分實際經驗介紹了產品設計及CFD商業軟件在模型級設計中的應用，為實際模型級的設計提供了一條新的途徑。日前,CFD研究的主要問題是計算程序的穩定性,分析真實流體的復雜流動狀況的能力和復雜幾何形狀周圍流動狀況的能力以及計算誤差和解的分辨率等。在離心葉輪機械領域,CFD正成為預測壓縮機性能及了解葉輪機械內部三維復雜粘性流場的有力工具。它正逐漸被應用于壓縮機模型級的設計開發中。此外，由于模型級試驗中取得整個流場任意一點處的流動狀況非常難,在某些情況下,當CFD求解精度足夠時,CFD數值模擬可以提供整個計算域上的流場結構特征的詳細信息。只要應用適當,CFD能夠顯著地減少模型級試驗次數、設計成本,縮短開發周期。由于目前所分析葉輪機械的細節部位越來越復雜以及所需要求解的問題本身的復雜程度高,CFD軟件對網格要求、算法精度等都提出了比較高的挑戰。但隨著計算機硬件技術和計算流體軟件技術的發展,CFD必將會滿足日益增長的空氣動力學設計的需要。
作者相信，本文中提到的方法可以有效開發模型級，進行模型級三維流場數值模擬，評估三維流場特性，優化設計流體機械部件，最大限度地糾正研發中的偏差，縮短研發周期，提高研發模型級的成功率，降低模型級設計中開發成本。
參考文獻
[1]陶文銓，數值傳熱學，西安交通大學出版社，1988
[2]陶文銓，計算傳熱學的近代進展，科學出版社，北京，2001
文章來源：南京安世亞太
展開 SoftInWay公布2010下半年透平機械培訓時間表
2010年度第二部分教室培訓課程安排如下：
內容：軸流渦輪基礎理論+ AxSTREAM葉輪機械設計及優化；時間：2010年09月20日-2010年09月24日；地點：德國杜塞爾多夫
內容：軸流壓氣機基礎理論+ AxSTREAM葉輪機械設計及優化；時間：2010年10月18日-2010年10月22日；地點：美國馬塞諸塞州波士頓
內容：蒸汽輪機及燃氣輪機設計；時間：2010年11月15日-2010年11月19日；地點：美國馬塞諸塞州波士頓
歡迎那些渴望發展葉輪機械設計技能卻無法參與教室培訓的機械工程師及航天工程師們參加在線培訓課程：
軸流渦輪：2010年09月06日-16日、10月25日-11月04日、12月07日-16日
離心渦輪：2010年09月07日-15日、10月26日-11月03日
軸流壓縮機：2010年09月27日-10月07日、11月29日-12月09日
離心壓縮機：2010年09月28日-10月06日、11月23日-12月02日
展開 先進的葉輪機械葉片設計方法
對于透平機械葉片的設計，CAESES是一個功能靈活強大的平臺，并包含了先進的端壁造型優化方法等。所有參數化葉片模型都可以與網格劃分和仿真工具緊密關聯，從而運行自動化CFD仿真分析及優化設計。應用案例包括渦輪增壓器、汽輪機、風扇和泵等——包括軸流、離心或者混流等形式。
西門子，豐田，MTU，KSB，Spencer Turbine和IHI等國際知名的公司都正在使用CAESES來設計葉輪機械部件。
為何（選用）CAESES？
● 靈活穩定的參數化模型；
● 高度客戶定制，開放所有細節，并全面整合到現有工作流程中；
● 綜合考慮模型設置中的幾何/制造約束；
● 智能地減少參數數量；
● 提供了綜合調整模型細節的可能性，例如，能夠更好地控制空化或漩渦等局部流動現象；
● 針對所有設計變體的一次性預處理；
● 一切都以自動化為目標，以實現高效的形狀優化；
● 來自CAESES支持團隊超快的技術支持。
渦輪增壓器里的壓氣機模型，全參數化可調節，自動化設計
將葉片模型連接到CFD并自動進行分析
葉片設計——高效和靈活
CAESES里的葉片模型可以快速手動創建，也可以自動創建。
展開 【課程設計】非標機械設計——機械手設計
但是，由于空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩定性較差，沖擊大，而且氣源壓力較低，抓重一般在30公斤以下，在同樣抓重條件下它比液壓機械手的結構大，所以適用于高速、輕載、高溫和粉塵大的環境中進行工作。
例如無桿氣缸的使用就使得這種類型的機械手在結構處理上和機械傳動機械手有極大的相似特點，所不同的是，這種類型的機械手只能實現兩個點的位置控制，且抓重力很小。
3、機械傳動機械手
即由機械傳動機構(如凸輪、連桿、齒輪和齒條、直線導軌、絲桿等)驅動的機械手。它是一種附屬于工作主機的專用機械手，其動力是由工作機械傳遞的。它的主要特點是運動準確可靠，動作頻率大，但結構較大，動作程序不可變。它常被用于工作主機的上、下料。
這種類型的機械手是目前使用最為廣泛的一種，我們根據使用的具體特點有以下兩個大類：
1）齒輪、齒條加直線導軌組合。
2）線性模組組合。
4、電力傳動機械手
即有特殊結構的感應電機、直線電機或功率步進電機直接驅動執行機構運動的機械手，因為不需要中間的轉換機構，故機械結構簡單。其中直線電機機械手的運動速度快和行程長，維護和使用方便。此類機械手目前還不多，但有發展前途。
就我個人而言，我使用和設計最多的是專用機械傳動機械手，也就是配合數控加工機床使用的，利用齒輪、齒條、直線導軌組合傳動的機械手，這種類型的機械手的設計，我會在后續的文章中詳細介紹。
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展開 【機械設計】機械結構優化設計之裝配工藝設計注意事項，總結的夠全夠專！
裝配工藝設計注意事項：
注意事項
不好的設計
改進后的設計
1.盡可能使裝配操作分開
(1)便于分解為組件，以便實現包括預裝配和終了裝配的裝配分級
(2)分解成若干裝配單元，便于平行作業，縮短裝配周期，又便于維修
圖示電動絞車，將減速器輸出軸與卷筒軸分開，用聯軸器聯接，二者就可各自單獨組裝，簡化了裝配，避免了長軸加工，并便于減速器的標準化、系列化
改進前軸承孔徑小于齒輪外徑，必須在箱內裝配齒輪；改進后，軸上各零件可先行組裝，后裝入箱內，既提高了工效，又便于維修
(3)轉塔車床加速行程軸一端安裝在機身上的箱體內，不便裝配；改進后將加速行程軸用聯軸器聯接，箱體成為單獨的裝配單元
(4)將傳動齒輪預先組成單獨的齒輪箱，然后裝入箱體，便于調整和裝配（我們推薦你關注“機械工程師”公眾號，第一時間掌握干貨知識、行業信息）
(5)裝配組可分開進行試驗，首先在變型設計時應如此
在整個機器中進行動平衡
轉子單獨進行動平衡
(6)力求不進行單個零件試驗而對裝配組件或產品進行功能試驗
展開 基于CAESES的超臨界二氧化碳（sCO2）軸流透平葉片優化設計研究
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 機械畢業設計、機械課程設計-1000余套 ￥88.8
機械專業各類畢業設計1000余套,涉及到機械零件，機械設備，數控機床、模具等。超大容量11.9GB. 文件數18896個.含doc文檔+dwg圖紙+畢業論文等，部分含三維建模模型、視頻、PPT，均可編輯修改。機械專業必備資料，是畢業設計、課程設計、學習就業，提升參考的優秀模板。令學習事半功倍，超大容量，購買即獲得全部1000余套，一次購買，終生受益，畢業設計、課程設計無憂矣！！！
【1000套機械類目錄表格下載鏈接，請下載Excel并查看搜索文件目錄】，目錄鏈接為：https://wwa.lanzoui.com/ijRtbnazm7c
文件目錄清單如下：
展開 
機械設計實踐(日本機械設計的構思和設計方法)
機械設計實踐(日本機械設計的構思和設計方法),全面介紹機械設計的各種知識。
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【機械設計】機械設計制造中常用的動密封形式，一起來看呀！
二、機械密封
機封總是由旋轉部件（黃色部分）和靜止部件（橙色部分）兩大部分組成，兩相對運動的動，靜環面成為密封的主密封面。
機械密封亦稱端面密封，按國家有關標準定義為：由至少一對垂直于旋轉軸線的端面在流體壓力和補償機構的彈力（或磁力）作用以及輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動，而構成的防止流體泄漏的裝置。
三、干氣密封
干氣密封即“干運轉氣體密封”是將開槽密封技術用于氣體密封的一種新型軸端密封，屬于非接觸密封。
特點：
密封性能好，壽命長，不需密封油系統，功率消耗少，操作簡單及運行維護費用低。干氣密封作為不需任何密封端面冷卻和潤滑用油的無維修密封系統，正取代浮環密封和迷宮密封而成為石化行業高速離心壓縮機軸封的主體密封。
適用場合：
離心式壓縮機等高速等高速流體機械，適用于少量工藝氣泄漏到大氣中無危害的工況，如空壓機，氮壓機等。
展開 【機械設計】機械設計三百個禁忌，全部理解后你就是大神
提高精度的結構設計
1. 盡量不采用不符合阿貝原則的結構方案
2. 避免磨損量產生誤差的互相疊加
3. 避免加工誤差與磨損量互相疊加
4. 導軌的驅動力作用點，應作用在兩導軌摩擦力的壓力中心上，使兩條導軌摩擦力產生的力矩互相平衡
5. 對于要求精度較高的導軌，不宜用少量滾珠支持
6. 要求運動精度的減速傳動鏈中，最后一級傳動比應該取最大值
7. 測量用螺旋的螺母扣數不宜太少
8. 必須嚴格限制螺旋軸承的軸向竄動
9. 避免軸承精度的不合理搭配
10. 避免軸承徑向振擺的不合理配置
11. 避免緊定螺釘影響滾動導軌的精度
12. 當推桿與導路之間間隙太大時，宜采用正弦機構，不宜采用正切機構
13. 正弦機構精度比正切機構高
考慮人機學的結構設計問題
1．合理選定操作姿勢
2．設備的工作臺高度與人體尺寸比例應采用合理數值
3．合理安置調整環節以加強設備的適用性
4．機械的操縱、控制與顯示裝置應安排在操作者面前最合理的位置
5．顯示裝置采用合理的形式”
6．儀表盤上的刻字應清楚易讀
7．旋鈕大小、形狀要合理
8．按鍵應便于操作
9．操作手柄所需的力和手的活動范圍不宜過大
10．手柄形狀便于操作與發力
11．合理設計坐椅的尺寸和形狀
12．合理設計坐椅的材料和彈性
13．不得在工作環境有過大的噪聲
14．操作場地光照度不得太低
考慮發熱、腐蝕、噪聲等問題的結構設計
1. 避免采用低效率的機械結構
2. 潤滑油箱尺寸應足夠大
3.
展開 【機械設計】想要做好機械設計，請從畫好一張零件圖開始
配套資料分享公眾號
今日分享資料：
1、【產品設計資料】塑膠件設計資料合集——塑膠材料 打包下載
2、【機械類書籍】數控編程100例
3、【軟件資料】CATIA V5 R21產品設計實例精解視頻教程 打包下載
4、【三維模型】5套機械設備3D模型（3D0103-3D0107）
5、【小工具】卸載solidworks必備小工具
6、【仿真類書籍】FZ0002：ANSYS FLUENT14.0超級學習手冊
7、【工程軟件】ABAQUS6.12軟件的安裝與下載
8、【工程軟件】ABAQUS6.14.4軟件的安裝與下載
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