葉輪機械CFD的案例
航空科普：大有可為-航空發動機葉輪機械CFD仿真技術
航空發動機中的葉輪機械Family
首先我們來感受一下葉輪機械的定義：葉輪機械是以連續流動的流體為工質，以葉片為主要工作元件，實現工作元件與工質之間能量轉換的一類機械（從可讀性上來說，作者對這個定義是拒絕的）。舉一個形象的栗子吧，電風扇工作時，電能轉化為機械能，風扇動起來，然后葉片與空氣相互作用，帶動了空氣的運動，葉片的機械能轉化為周圍空氣的動能，形成了“人造風”，這就是一個非常簡單的葉輪機械啊！
電風扇（圖片來自網絡）
說起來，電風扇也算是航空發動機中的葉輪機械的近親了，因為在發動機中，有N排類似的風扇，當這些風扇葉排按照半徑從大到小排列，就形成了壓氣機部件，按半徑從小到大排列，就形成了渦輪部件。壓氣機和渦輪即為航空發動機中的主要葉輪機械。
展開 葉輪機械CFD分析周期性網格設置方法
周期性顯示后處理
當完成所有的求解工作后，通過Fluent的后處理功能可以進一步對完整流場進行顯示，如下圖所示，在View中對周期顯示區域進行設置，最終將可視化結果還原為整個葉輪，使結果顯示更加直觀清晰。
如何正確的應用Fluent進行葉輪機械的CFD性能評估，并通過設計優化方法完成葉輪機械流體性能的提高。
葉輪機械設計仿真優化
然而，在 NUMECA軟件平臺中,具有專業的多物理場耦合 Ipcc方法、氣動噪聲分析 FINE/VNoise、葉輪參數化擬合及造型 AotuBlade、優化平臺 FINE/Design3D，使得NUMECA成為目前唯一的一體化的葉輪機械設計分析優化平臺。
其他諸如 Fluent、 Star CCM+等通用CFD求解器，也能較好的提供葉輪機械氣動仿真解決方案，相比具有具有專用模塊的CFX和 NUMECA,通用CFD求解器在葉輪機械仿真前處理、求解和后處理過程中，效率較為低下，精度和準確度相對低一些，計算開銷較大。這里需要大家腦補一下周期性計算、B2B拓撲調整、子午展開等概念。
葉輪機械設計仿真優化從業者要想在該領域內閑庭信步，并顯得毫不費力，需要深厚的理論知識、豐富的工程經驗和設計仿真軟件使用精通三個維度的加持。
工欲善其事，必先利其器，選擇幾本理論書籍、積累工程經驗、選擇一款優秀的設計仿真軟件，是我們通往葉輪機械設計仿真優化成功的必經之路。
另外，大型葉輪機械CFD微信群已建立，已有320多人參加，高效研究所企業仿真機構各路大神等你來哦，微信號見評論。
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 
葉輪機械仿真前處理的那些事（Ⅰ）
1 概述
葉輪機械的CFD仿真與通用CFD仿真過程沒有什么不一樣，同樣包含前處理、求解設置、后處理三大過程。由于葉輪機械的特殊性，諸如旋轉周期性、動靜葉片干涉等，使得葉輪機械的CFD仿真相比通用CFD仿真難度有所增大。
前處理過程一般包含幾何模型的處理和網格劃分兩方面內容，現在通過引入一個具體問題，來討論下幾何模型處理。
2 問題描述
已知數據：葉片三維模型和子午設計圖，子午視圖重顯示，葉片葉頂間隙為1mm（單邊間隙），圖如下所示。
葉輪機械CFD分析周期性網格設置方法
作者：張敖，廣州安世亞太
來源：本文為廣州安世亞太原創作品，上海安世亞太授權轉載
前言
葉輪機械在人類生活中扮演著非常重要的角色，各類水泵、風機、壓縮機、推進器等旋轉機械部件，為高效的生產和舒適的生活提供了源源動力。對于葉輪機械而言，流體性能的好壞至關重要，傳統的葉輪機械設計是以實驗為基礎的設計，設計周期長，同時費用高，而通過應用CFD技術，則可以大大降低設計周期和成本，并能夠準確給出設備的整體流動性能和局部流動細節，預知可能的問題并提前進行優化。
周期性幾何簡化
由于葉輪機械的局部特征對流場結果的準確性至關重要，在進行網格劃分的過程中，常常需要對葉片、輪轂等局部細小特征進行高分辨率的捕捉，因此導致最終劃分的葉輪機械流場網格量巨大無比，求解效率較低。
而實際上，葉輪機械幾何及流場都具有周期性的特點，為了優化求解速度，我們完全可以充分利用這一特點，提取出葉輪機械的周期性幾何進行分析，如下圖所示，在幾何工具中截取具有周期性的流體域，提取的時候要注意，我們需要得到的是轉動周期性區域，我們可以根據葉片的數量進行角度計算，并通過旋轉軸截取固定角度的扇形周期區域。
周期性網格控制
通過Ansys Workbench導入幾何，并應用Ansys Meshing進行網格劃分。為了便于后續Fluent進行周期面的設置，我們可以使用Meshing中的“Match Control”工具對周期面上的網格設置。
如下圖所示，應用Match Control工具，可以確保周期面上的網格對應，這樣當網格導入Fluent中時，可以直接建立一致性網格的周期面。
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）
Cadence于2022年4月21日宣布推出 Cadence? Fidelity? CFD 軟件平臺，可能大部分CFD專業人士還不知道Cadence Fidelity，但是如果提及Numeca軟件，相信資深的CFD人士都會知曉，Cadence在2021年收購了Numeca和Pointwise軟件，Cadence Fidelity其實就是整合了Numeca和Pointwise這兩塊CFD軟件之后推出的全新的Cadence公司的CFD平臺。
這是一套全面的計算流體力學 (CFD) 的解決方案，同時具有高性能、高精度、多物理場仿真能力，完美適配旋轉機械CFD模擬需求。
技術鄰平臺和Cadence達成緊密合作，截至目前為止已經推出了數場基于Cadence Fidelity的CFD模擬系列直播，本期為大家介紹8月13日即將推出的【基于Cadence高保真CFD方案的先進透平機械設計】，同時為大家整理了往期精彩直播錄播，點擊即可觀看全部內容，文末還有精彩課程0元領取！不要錯過！
2023年5月18日 一站式葉輪機械設計與優化方案
↑點擊圖片觀看全部內容
葉輪機械的設計和優化對于提高機械效率、降低能耗、延長機械壽命具有重要意義。葉輪機械的優化設計需要3D造型，網格構建及性能評估等多次迭代，如何構建全自動化流程及減少人工干預，答案就在本期“Fidelity一站式葉輪機械優化設計流程介紹”。本次直播主要介紹基于Fidelity的葉輪機械設計與優化流程。包括：葉片初始設計、詳細設計、3D建模與逆向、CFD前處理與計算、多目標優化等。
展開 Pumplinx車輛行業CFD應用與CFturbo葉輪機械優化設計
pumplinx活動：
海基科技將于2016年6月22日在上海舉辦“Pumplinx車輛行業CFD應用技術沙龍”。屆時將為您介紹國外車輛行業的最新應用以及國內同行業的研究進展，海基科技誠邀您參加并參與交流討論，共同推進國內車輛行業CAE應用水平。
詳情請點擊：http://www.hikeytech.com/index.php?m=Article&a=show&id=383&atcatid=66
報名請點擊：https://jinshuju.net/f/KWGt9K
CFturbo活動：
海基科技將聯合CFturbo software & Engineering 公司于2016年6月23日在上海舉辦“CFturbo葉輪機械優化設計技術沙龍”活動，屆時將由來自德國CFturbo公司的葉輪機械設計專家為您帶來前沿的葉輪機械設計報告、國外設計理念、成功設計案例、CFturbo最新研發進展和在葉輪機械設計領域所取得成果分享。海基科技誠邀您參加。
詳情請點擊：http://www.hikeytech.com/index.php?m=Article&a=show&id=384&atcatid=66
報名請點擊：https://jinshuju.net/f/F6xC5w
展開 Fidelity Turbo（原Numeca）氣動性能模擬（壓氣機專題）免費線下培訓·上海
Fine Turbo是葉輪機械行業快速和準確的結構化網格求解器，求解快速、結果準確、內存消耗低是他最大的優勢。Fine Turbo是全二階精度結構化網格求解器，其基于密度的求解方法保證了快速的高速流場收斂速度，采用多重網格技術使得計算速度顯著提高。基于Fine系列葉輪機械CFD技術，Cadence 推出Fidelity CFD仿真平臺，其包括一個完整的葉輪機械端到端解決方案：1D 到 3D 設計、網格劃分、計算流體力學和優化功能全部整合在一個環境中。依托我們在旋轉機械領域超過數十年的技術專長，Fidelity CFD 可以提供優異的準確度，同時簡單易用。支持的組件種類多樣，從多級軸向到徑向，再到混流結構：壓縮機、渦輪機、泵、風扇、螺旋槳。本次培訓以壓氣機為案例，介紹Fidelity CFD葉輪機械模塊的仿真流程。包含典型工程案例、軟件練習等，歡迎報名參加！
? 聯系人：王先生（微信昵稱：CAE助手阿育@技術鄰）
報名請掃描上方二維碼聯系
? 日程安排：2024年3月28日
? 培訓講師：Cadence Fidelity CFD官方工程師
? 適用人群：壓氣機、通風機等旋轉機械行業的設計者，CFD模擬從業者，高校教師及學生。
展開 ICEM-葉輪機械
對于大多數葉輪類似的網格劃分，需要注意使用周期性旋轉，以及網格的合并檢查。（PS：我的這個文檔都是說一些關鍵的部分，細節還得在于自己的理解和操作）
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 
高速葉輪機械離心力失效分析UMAT技術
<p>在高端能源動力領域，葉輪機械是心臟中的心臟，它們承擔著能量轉換的重任，沒有他們就沒有大飛機的航空發動機，也沒有我們055大驅燃氣輪機。尤其在能源領域，火力發電所使用的汽輪機，壓縮空氣儲能系統的膨脹機都是的大尺寸的高速葉輪機組，負責幾百兆瓦的能量輸出。
葉輪cfd數值模擬
網格分析及數值模擬。
葉輪機械設計分析優化軟件
這些軟件，你見過多少？你會多少？
葉輪機械優化設計與數據挖掘的研究
尊敬的各位老師，今天與大家分享第15期學術報告，西安交通大學宋老師等，葉輪機械優化設計與數據挖掘的研究，謝謝宋老師等人的分享！
