氣膜結構的案例
ICEM-CFD氣膜/油膜結構化網格
對于大多數人來說，ICEM-CFD劃分氣膜/油膜的網格，找不到合理的方式，其實最關鍵的問題在于模型的特殊性，需要細化模型為主，才會做出更完美的結構化網格。
充氣膜結構建筑ANSYS建模
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全新體驗的Fluent Meshing | 在燃氣渦輪中的應用
燃氣渦輪葉片為了承受高負荷、高溫度的工作環境，一般需要設計復雜的外部幾何型面、內部冷卻流道和冷卻氣膜孔結構，隨著燃氣渦輪產品的工作溫度和轉速不斷提高，產品的冷卻設計等結構也越來越復雜，這無疑大大增加了CFD仿真前處理和網格劃分的難度、也降低仿真工程師的工作效率。
左圖：氣冷渦輪表面冷氣流線圖及換熱量云圖
右圖：氣冷渦輪表面溫度云圖及冷氣流線圖
傳統仿真工程師一般習慣于使用CAD軟件，如UG、CATTIA等進行幾何前處理，然后使用網格劃分工具，如ICEM CFD、Ansys Meshing等進行網格劃分。面對幾何結構越來越復雜的旋轉機械葉片，傳統網格前處理流程通常面對以下挑戰：
幾何修復和流體域抽取操作繁瑣。使用CAD軟件進行幾何修復、幾何結構簡化的工作量巨大且容易遺漏，對已有的葉片抽取計算流體域需要做大量布爾運算，操作十分繁瑣；
網格生成過程復雜、質量難以保證。使用傳統網格劃分工具進行復雜幾何網格生成時，網格質量極大的依賴于仿真工程師的經驗，新手工程師難以快速掌握傳統網格生成工具，網格生成過程、加密方法均難以固化，極大的影響網格生成效率。
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燃氣渦輪葉片為了承受高負荷、高溫度的工作環境，一般需要設計復雜的外部幾何型面、內部冷卻流道和冷卻氣膜孔結構，隨著燃氣渦輪產品的工作溫度和轉速不斷提高，產品的冷卻設計等結構也越來越復雜，這無疑大大增加了CFD仿真前處理和網格劃分的難度、也降低仿真工程師的工作效率。
左圖：氣冷渦輪表面冷氣流線圖及換熱量云圖
右圖：氣冷渦輪表面溫度云圖及冷氣流線圖
傳統仿真工程師一般習慣于使用CAD軟件，如UG、CATTIA等進行幾何前處理，然后使用網格劃分工具，如ICEM CFD、Ansys Meshing等進行網格劃分。面對幾何結構越來越復雜的旋轉機械葉片，傳統網格前處理流程通常面對以下挑戰：
幾何修復和流體域抽取操作繁瑣。使用CAD軟件進行幾何修復、幾何結構簡化的工作量巨大且容易遺漏，對已有的葉片抽取計算流體域需要做大量布爾運算，操作十分繁瑣；
網格生成過程復雜、質量難以保證。使用傳統網格劃分工具進行復雜幾何網格生成時，網格質量極大的依賴于仿真工程師的經驗，新手工程師難以快速掌握傳統網格生成工具，網格生成過程、加密方法均難以固化，極大的影響網格生成效率。
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全新體驗的Fluent Meshing | 在燃氣渦輪中的應用
燃氣渦輪葉片為了承受高負荷、高溫度的工作環境，一般需要設計復雜的外部幾何型面、內部冷卻流道和冷卻氣膜孔結構，隨著燃氣渦輪產品的工作溫度和轉速不斷提高，產品的冷卻設計等結構也越來越復雜，這無疑大大增加了CFD仿真前處理和網格劃分的難度、也降低仿真工程師的工作效率。
左圖：氣冷渦輪表面冷氣流線圖及換熱量云圖
右圖：氣冷渦輪表面溫度云圖及冷氣流線圖
傳統仿真工程師一般習慣于使用CAD軟件，如UG、CATTIA等進行幾何前處理，然后使用網格劃分工具，如ICEM CFD、Ansys Meshing等進行網格劃分。面對幾何結構越來越復雜的旋轉機械葉片，傳統網格前處理流程通常面對以下挑戰：
幾何修復和流體域抽取操作繁瑣。使用CAD軟件進行幾何修復、幾何結構簡化的工作量巨大且容易遺漏，對已有的葉片抽取計算流體域需要做大量布爾運算，操作十分繁瑣；
網格生成過程復雜、質量難以保證。使用傳統網格劃分工具進行復雜幾何網格生成時，網格質量極大的依賴于仿真工程師的經驗，新手工程師難以快速掌握傳統網格生成工具，網格生成過程、加密方法均難以固化，極大的影響網格生成效率。
展開 燃料電池空壓機技術介紹及發展趨勢
當轉子高速旋轉時，在轉子和空氣軸承內表面之間便會形成一層氣膜，氣膜的壓力隨著轉速的升高而增加，當氣膜壓力足夠大時便可將轉子抬離軸承表面，此時轉子便“起飛”了。
空壓機在高速旋轉時，轉子的永磁材料不能承受巨大的離心力，必須盡可能地降低轉子振動。
對轉子進行動平衡，使轉子的偏心盡可能??；
設計階段時準確計算轉子的臨界轉速，使空壓機的工作轉速避開轉子的臨界轉速；
對軸承的氣膜和彈性支撐結構進行耦合求解和優化，得到軸承最佳的剛度和阻尼，盡可能的降低轉子的次同步振動。
轉子振動仿真
由于轉速高，定子繞組電流頻率高，這會使電機的散熱非常困難。如果散熱不好，會縮短電機繞組壽命，使永磁體發生不可逆退磁，也會對空氣軸承的長期穩定運轉產生影響。
展開 燃料電池系統的空壓機有什么需求？
當轉子高速旋轉時，在轉子和空氣軸承內表面之間便會形成一層氣膜，氣膜的壓力隨著轉速的升高而增加，當氣膜壓力足夠大時便可將轉子抬離軸承表面，此時轉子便“起飛”了。
此時的轉速即為 “起飛”轉速。在低于“起飛”轉速時，轉子和軸承表面之間會存在接觸摩擦，因此，必須在軸承內表面鍍上一層固體潤滑材料，降低轉子啟停時轉子和軸承表面的磨損。轉子啟停時的磨損會對空壓機的耐久性產生重要影響。
電機轉子
我們在玩摩天輪的時候，最擔心的就是是否會被甩出去，好在安全帶牢固，被甩出去的概率很小。同樣，空壓機在高速旋轉時，轉子的永磁材料不能承受巨大的離心力，因此必須對永磁體也加裝“安全帶”，常用的有碳纖維捆扎和安裝合金護套。同時電機轉子多設計為細長型，減小將其甩出去的離心力。
地球除了會自轉以外，還會繞太陽公轉，空壓機的轉子同樣如此。只可惜地球繞太陽公轉產生了美妙的春夏秋冬，空壓機的轉子公轉只會帶來不良的振動。
展開 李應紅院士|渦輪葉片高能束增材再制造修復技術：理論、工藝、熔池、組織、缺陷及性能
修復前熱處理的難點在于：渦輪葉片具有復雜的氣膜冷卻結構，葉片不同區域的服役環境(熱應力、旋轉離心力等)相差較大，致使退化組織存在區域性差異。課題組[129]在研究葉片長期服役微觀組織退化機制后，通過調整標準熱處理制度，實現對球化、筏化γ′相的部分恢復，但距離完全恢復退化組織至新葉片水平仍有不小差距(見圖 22)。
圖 22 服役渦輪葉片性恢復熱處理[129]
Fig. 22 Rejuvenation heat treatment of gas turbine blades[129]
修復后熱處理的難點在于：由于增材制造過程引入較高的殘余應力和大量位錯缺陷，如果直接進行標準固溶熱處理工藝，γ′相完全溶解使得高密度位錯幾乎可以不受阻礙地運動，很容易產生再結晶形核和晶粒長大，破壞單晶的完整性[130]。因此，有必要研究單晶增材成形再結晶的內在機制和沉積區微觀組織結構在熱處理過程中演化的規律，進而提出抑制再結晶的熱處理工藝，避免再結晶的同時降低沉積層的位錯密度、調節微觀組織，提高修復后材料性能。
5 國外單晶渦輪葉片再制造重大研究計劃
根據國內外統計，航空發動機的維修費用可占到飛機總使用費用的8%，其中50%的發動機維修費用為葉片維修費用，尤其是核心機(高壓壓氣機、高壓渦輪)的葉片更換和再制造費用。歐美發達國家早已認識到航空發動機再制造修復技術的重要意義和巨大的技術經濟效益，美、德等國在軍用和民用噴氣發動機葉片部件修復技術的研究中投入巨額資金，突破新材料、新結構的修復關鍵技術。其中，多個航空發動機再制造重大研究計劃涉及單晶渦輪葉片，可為國內相關研究工作的開展提供借鑒和指導。
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