旋轉機械設計與仿真的案例
AI神經網絡在旋轉機械葉片設計、仿真及優化中的應用。
本文介紹了使用AI神經網絡進行旋轉機械葉片設計、仿真和優化的方法。通過建立神經網絡模型，實現了對葉片性能的準確預測和優化。本文的研究結果表明，AI神經網絡能夠有效地應用于旋轉機械葉片的設計、仿真和優化過程，并可提高葉片的性能和效率。
旋轉機械葉片是各種動力設備的關鍵部件，如航空發動機、燃氣輪機、壓縮機等。這些設備的性能和效率往往受到旋轉機械葉片的設計和性能的影響。因此，如何提高旋轉機械葉片的性能和效率是當前研究的熱點問題。傳統的旋轉機械葉片設計方法通常基于經驗或試驗，不僅耗費大量時間和資源，而且不能保證設計的最優性。因此，研究人員嘗試利用人工智能技術，特別是神經網絡技術，對旋轉機械葉片進行設計和優化。
近年來，國內外研究者對旋轉機械葉片設計、仿真和優化方法進行了廣泛研究。傳統的旋轉機械葉片設計方法主要基于經驗公式和試驗方法，如采用流體力學、熱力學和結構力學等相關理論進行葉片設計和優化。然而，這些方法往往存在耗時長、成本高、無法保證最優性等問題，因此限制了其應用范圍。近年來，隨著人工智能技術的發展，特別是神經網絡技術的應用，為旋轉機械葉片的設計和優化提供了新的解決方案。
神經網絡是一種模擬人腦神經元網絡的結構和功能的計算模型，具有自學習、自組織和適應性等特點。在旋轉機械葉片設計、仿真和優化中，神經網絡可以用于建立模型，實現對葉片性能的預測和優化。本文采用深度學習框架下的卷積神經網絡（CNN）和循環神經網絡（RNN）相結合的方法，建立了一個多層次、多尺度的神經網絡模型，用于旋轉機械葉片的設計、仿真和優化。
結合神經網絡進行葉片優化設計主要有以下幾方面內容：
1) 應用神經網絡模型：當模型經過足夠的訓練和驗證后，可以將其應用于新的旋轉機械葉片的設計。
展開 安全耐久，高效可靠 | 《ANSYS旋轉機械行業解決方案》現已開放領取
1 旋轉機械行業概述、趨勢及挑戰
1.1 旋轉機械行業應用
1.2 旋轉機械行業面臨挑戰
1.3 旋轉機械仿真發展趨勢及挑戰
2 Ansys整套旋轉機械設計與仿真分析方案
2.1 Ansys Turbo system分析流程
2.2 1D/2D/3D設計工具：Vista、TF、BladeGen
2.3 CAD模型前處理工具：BladeEditor
2.4 自動網格生成工具：Turbo Grid
2.5 前處理與求解器：CFX Pre、CFX Solver
2.6 后處理：CFX Post
3 Ansys CFX交界面處理模型
3.1 穩態轉靜葉片交界面
3.2 Mixing plane/Frozen Rotor
3.3 瞬態轉靜葉片交界面
3.4 瞬態計算3種處理方法：PT/FT/TT
4 Ansys CFX流-熱-固耦復雜合問題求解
4.1 流熱耦合：渦輪葉片冷卻
4.2 流固耦合：顫振分析、受迫振動
4.2.1 葉片顫振分析
4.2.2 受迫振動分析
4.3 氣動噪音分析
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展開 太澤科技|TurboTides 2023R1全新版本：提升旋轉機械設計仿真的創新性能！
太澤科技
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。
【機械原理】機械設計中，如何將連續的旋轉運動轉化為規律的間歇運動
今天我們聊聊在機械設計中，我們必須掌握的間歇運動機構！有些機械需要其構件周期地運動和停歇，能夠將原動件的連續轉動轉變為從動件周期性運動和停歇的機構，稱為間歇運動機構。
常見的間歇運動機構有：棘輪機構、槽輪機構、凸輪間歇運動機構和不完全齒輪機構。
一、棘輪機構
由棘輪和棘爪組成的一種單向間歇運動機構。它主要由搖桿、棘爪和外棘輪所組成。搖桿為運動輸入構件，棘輪為運動輸出構件。
當搖桿順時針擺動時，鉸接在桿上的棘爪插入棘輪的齒內，使棘輪同時轉過一定角度。當搖桿逆時針擺動時，棘爪在棘輪的齒上滑過，棘輪靜止不動。這樣，當搖桿作連續的往復擺動時，棘輪便得到單向的間歇轉動。
棘輪機構工作時常伴有噪聲和振動，因此它的工作頻率不能過高。棘輪機構常用在各種機床和自動機中間歇進給或回轉工作臺的轉位上，也常用在千斤頂上。在自行車中棘輪機構用于單向驅動，在手動絞車中棘輪機構常用以防止逆轉。
棘輪機構優缺點：
優點：棘輪機構具有結構簡單、制造方便和運動可靠，并且棘輪的轉角可以根據需要進行調節等；
缺點：棘輪機構傳力小，工作時有沖擊和噪聲。因此，棘輪機構只適用于轉速不高，轉角不大及小功率的場合；
二、槽輪機構
槽輪機構由槽輪和圓柱銷組成的單向間歇運動機構，又稱馬爾他機構。它常被用來將主動件的連續轉動轉換成從動件的帶有停歇的單向周期性轉動。
槽輪機構有外嚙合和內嚙合以及球面槽輪等。外嚙合槽輪機構的槽輪和轉臂轉向相反，而內嚙合則相同，球面槽輪可在兩相交軸之間進行間歇傳動。槽輪機構典型結構如圖所示，它由主動轉盤、從動槽輪和機架組成。
展開 
現場公開課 | Ansys空氣螺旋槳設計、仿真與優化專題
本次培訓包含了空氣螺旋槳設計理論、翼型氣動理論及氣動計算、槳葉的建模、氣動性能、氣動噪聲和流固耦合的數值計算及優化設計的完整流程。
一、培訓目標
1.掌握空氣螺旋槳流體設計、數值計算驗證、優化的完整流程;
2.掌握空氣螺旋槳的數值計算驗證技術；
3.掌握空氣螺旋槳氣動噪聲、流固耦合等高級仿真技術；
4.可成為獨立軸流旋轉機械設計或仿真工程師，如風機、壓氣機、渦輪、泵等。
12/9 案例分析：旋轉機械葉片多學科優化設計
本案例主要介紹了基于Ansys專門優化軟件optiSLang、旋轉機械氣動仿真軟件CFX和結構仿真軟件Mechanical對某軸流風扇葉片進行參數化優化的過程；優化目標為在固定轉速和背壓條件下，盡可能增大風扇流量并保證風扇的最大應力不超過限定值。通過該案例可掌握在Ansys軟件體系下進行風扇葉片設計、仿真和多學科優化的一般流程和方法。
Workbench中快速進行旋轉機械設計計算
ANSYS workbench中提供了一系列模塊可以幫助用戶快速進行旋轉機械的設計與計算，這些模塊包括：BladeGen、TurboGrid、CFX等。在較新的workbench版本中，還將各種類型的旋轉機械設計進行了包裝，如Vista AFD、Vista CCD、Vista RTD、Vista TF等。
Vista AFD：主要用于軸流風扇（Axial Fans）初始設計
Vista CCD：主要用于離心壓縮機（Centrifugal Compressors）初始設計。
Vista RTD：主要用于徑流透平（radial inflow turbines）初始設計
Vista TF：用于對旋轉機械流線曲率分析。該程序允許用戶在設計初期快速更新徑向葉片組（泵、壓縮機與透平等）
本次以一個具體實例演示旋轉機械的設計過程。
1、添加Vista CCD模塊
從Toolbox中添加Vista CCD模塊，如圖1所示。
圖1 添加Vista CCD
2、設置CCD屬性
雙擊A2單元格進入CCD的Blade Design，如圖2所示。
圖2 CCD設計面板
如圖2所示，CCD設計主要包括三部分：Aerodynamic Data、Gas Properties及Geometry。
其中Aerodynamic data中主要進行離心壓縮機進出口工況設計。包括流量、壓縮機轉速、進口條件等。
Gas Properties主要用于工質定義，用戶可以選擇已有的工質，也可自定義工質。
Geometry用于幾何定義。
本次主要在于演示，不更改參數，所有參數使用默認。
參數定義完畢后可以點選【Calculate】按鈕，然后點選【Close】按鈕關閉窗口返回工程面板。從圖3可以看出A2單元格已完成更新。
展開 【仿真平臺性能測試】Fluent旋轉機械穩態分析
前言
CFD是工業仿真領域重要的分支之一，也是高性能計算的主要應用場景之一。本期選取了CFD領域的典型場景，穩態仿真計算案例——基于MRF方法的旋轉機械流場分析，我們選用的軟件是CFD領域最常用的仿真軟件Fluent。我們來看下基于“神工坊”高性能工業仿真平臺”的CFD穩態計算，和其他仿真云平臺效率對比的情況。
模擬與網格
我們采用某品牌空調室外機作為穩態分析的仿真模型，如下圖所示，左側與后側的進口流域，以及前側的出口流域都考慮到計算中，并對空調內部結構簡化后進行網格劃分，最終網格單元數868萬，其中，風扇葉片的旋轉速度是850rpm。
求解設置
根據該款旋轉機械的相關參數，經過理論計算得到該旋轉機械的最大速度為25.6m/s，折合馬赫數為0.075，為不可壓縮流動，故選擇壓力基求解器，湍流模型選用了適用于旋轉機械的k-ε Realizable模型。對于動區域計算模型，本次穩態計算選擇了網格靜止不動的MRF旋轉坐標系法，計算迭代步數400步，相關設置如下。
仿真結果
迭代完成之后仿真云圖如下所示：
仿真平臺對比
我們進行Fluent旋轉機械穩態分析時,“神工坊”高性能工業仿真平臺與其他兩家仿真云平臺的硬件參數如下表所示：
計算過程中三個平臺的一些輸出日志如下圖所示：
本次仿真并行規模分別選取了16核、32核、64核、128核（受限于另外兩個平臺無法進行跨節點并行，并行規模無法進一步擴大），我們在“神工坊”平臺進行了256核等更大規模的并行計算，結果顯示計算用時會進一步縮短。
“神工坊”高性能工業仿真平臺與其他幾家仿真云平臺的計算時間如下圖所示，其中，由于仿真云平臺2最高只能64核并行使用，故圖表中無仿真云平臺2并行規模為128核的結果。
展開 旋轉機械的油膜潤滑數值仿真 ￥1000
本案例建立了一旋轉動靜環結構和接觸尺，接觸層之間考慮了潤滑層，基于COMSOL軟件模擬得到了有潤滑層下，動靜環旋轉運動下的接觸層應力分布和油膜厚度變化，仿真模型及結果如圖所示：
感興趣的朋友，歡迎交流合作！
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Mentor.Graphics.AMS.v2010.2a.Linux64 1DVD
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FEMtools v3.3 (有限元分析與測試分析軟件)
Naima 3E Plus v4.1 Build 30611 1CD
REFORM-3PC.V7.0 烴類蒸汽轉化爐的爐膛截面評級程序
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展開 技術分享 | 旋轉機械仿真之我見
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知識專區—流體
基于Ansys Turbosystem的旋轉機械仿真專題培訓
【培訓講師】 上海安世匯智流體專家
【培訓時間】 2023年7 月12日~14日
【培訓費用】 4500元/人
【培訓等級】 中 級
【培訓地點】 上海安世匯智公司，上海市浦東新區平家橋路36號晶耀前灘5號樓9樓
【培訓特色】
—— 精品小班課，資深工程師授課
—— 項目經驗豐富，精準匹配行業
—— 理論與上機結合，教學質量有保障
—— 真實案例教學，貼合企業實際需求
—— 設立分級課程，循序漸進培養仿真能力
—— 安世亞太官方培訓證書，豐富職業履歷
【培訓日程】
時間
具體內容
第一天
Ansys TurboSystem系統介紹
Ansys BladeModeler操作介紹
Ansys TurboGrid操作介紹
上機案例練習1
Ansys CFX旋轉機械邊界條件設定
Ansys CFX旋轉機械求解器設定
Ansys CFX旋轉機械湍流模型介紹
上機案例練習2
第二天
Ansys CFX旋轉機械傳熱模擬介紹
Ansys CFX旋轉機械非定常計算介紹
Ansys CFX旋轉機械求解設置方案經驗分享
Ansys CFX旋轉機械后處理介紹
上機案例練習3
上機案例練習4
第三天
Ansys CFX傳熱模擬介紹
Ansys CFX非定常計算介紹
Ansys CFX求解設置方案經驗分享
Ansys CFX后處理介紹
上機案例練習5
【報名鏈接】
https://www.wenjuan.com/s/u6F3uaV/
（開課前一周截止報名）
【小貼士】
· 本次課程有上機操作環節，我們會準備好電腦與軟件；若報名人數超額，則需部分學員攜帶自己的電腦，我們會為您裝好試用軟件。
展開 【仿真平臺性能測試】Fluent旋轉機械瞬態分析
CFD是工業仿真領域重要分支之一，也是高性能計算的主要應用場景之一。本期選取了CFD領域典型的場景，基于滑移網格方法的旋轉機械流場分析，滑移網格方式進行旋轉機械計算可以獲得定轉子之間的時間精確解，精度相比穩態計算更高，計算要求也更苛刻，軟件也是采用CFD領域最常用的仿真軟件Fluent。我們來看下基于“神工坊”高性能工業仿真平臺的CFD瞬態計算，和其他仿真云平臺進行效率對比如何。
一、模型與網格
采用某品牌空調室外機作為瞬態分析的仿真模型，左側與后側的進口流域，以及前側的出口流域都考慮到計算中，并對空調內部結構簡化后進行網格劃分，最終網格單元數868萬，如下圖所示。其中，風扇葉片的旋轉速度是850rpm。
二、求解設置
根據該款旋轉機械的相關參數，經過理論計算得到該旋轉機械的最大速度為25.6m/s，折合馬赫數為0.075，為不可壓縮流動，故選擇壓力基求解器，湍流模型選用了適用于旋轉機械的k-ε Realizable模型。對于動區域計算模型，本次瞬態計算選擇了網格區域移動的滑移網格法，仿真的模擬時間為10s，相關設置如下。
三、仿真結果
迭代完成之后仿真云圖如下所示。
四、仿真平臺對比
進行Fluent旋轉機械瞬態分析時，所使用的“神工坊”高性能工業仿真平臺與其他兩家仿真云平臺的硬件參數如下表所示。
展開 『原創』旋轉機械非線性動力學設計基礎理論與方法
旋轉機械非線性動力學設計基礎理論與方法
作者：黃文虎 等著
出版社：科學出版社
出版日期：2006-12-1
ISBN：7030175670
字數：603000
印次：1
版次：1
紙張：膠版紙
定價：85 元當當價：67.2 元節省：17.80 元鉆石vip價：67.20 元
共有顧客評論0條 查看摘要
內容提要
本書系統地論述了大型旋轉機械非線性動力學設計的基本理論與方法。在扼要介紹有關非線性動力學的基礎知識和現代非線性動力學的基本理論和方法，以及高維非線性系統的降維問題，并詳細分析和研究了油膜力和汽流激振力等非線性力模型的基礎上，重點闡述了大型旋圍機械非線性動力學特性的計算和分析方法、非線性轉子系統的穩定性問題及其分析和計算方法，并結合國產機組的實例闡述了大型旋轉機械非線性動力學設計的基本理論與方法，介紹了旋轉機械非線故障的現場分析與處理，以及轉子失穩后的疲勞強度分析等問題。本書重視現代非線性支力學理論在生產實際中的應用，為大型旋轉機械設計提供非線性動力學計計算方法及計算數據和結果。
本書可供從事旋轉機械研究、制造及現場運行等方面的科技人員閱讀和參考，同時可供高等學校教師、研究生和高年級學生閱讀和參考。
展開 線下培訓 | Cradle CFD通用流體仿真及旋轉機械案例分析 & 人工智能仿真工具ODYSSEE培訓
培訓日程：
培訓時間：9月18-19日
培訓地點：上海市松江區云振路410號創智中心4號樓3樓8號會議室
面向人群：工程技術、研究機構和高校等初次接觸Cradle CFD軟件且對CFD仿真應用有興趣的人員。
培訓目標：
?了解CFD仿真流程及規范：計算域的建立原則、分析條件設置、網格劃分原則、模型簡化原則等CFD解析中常見的規范性問題；
?能采用SCFLOW完成通用流體CFD分析，如模型建立、前處理、計算過程、后處理，并完成部分旋轉機械典型的實例操作。
培訓費用：培訓免費，上機培訓參加請自帶電腦
培訓咨詢：蔣老師 13279224546
培訓報名：
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本次培訓重點介紹ODYSSEE的功能及應用案例，涉及ODYSSEE的實際使用和操作，讓工程師可以針對實際工作中面臨的工程問題，使用ODYSSEE來進行快速預測和設計優化。參加培訓人員可根據具體工程問題和相關數據在培訓現場進行機器學習模型的搭建和訓練。（數據格式要求請提前咨詢培訓講師）
培訓日程：
培訓時間：9月25-26日
培訓地點：北京市朝陽區天澤路16號潤世中心2號樓B座12層
面向人群：各學科仿真應用工程師、設計優化工程師、可靠性分析工程師，以及希望利用機器學習/人工智能提高工作效率的工程師。
培訓費用：培訓免費，上機培訓參加請自帶電腦
培訓咨詢：常博士 13811489340
培訓報名：
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