葉輪機械的案例
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 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 便捷、快速、精準的葉輪機械專用仿真軟件TCFD
Turbomachinery CFD (以下簡稱TCFD) 是一款專門針對葉輪機械的計算流體力學軟件，能夠對泵、風機等葉輪機械進行快速、精準的流動性能分析，得到流量、揚程（風壓）、效率以及空化性能等數據。
TCFD在開源CFD求解工具OpenFOAM基礎上，針對葉輪機械進行了深度定制開發，具有自動化程度高，求解速度快，求解精度高，二次開發及深度定制方便等功能特色，能夠為葉輪機械各部件的性能分析和優化設計提供一個快捷高效的平臺。
該軟件具有以下特點：
1)適用于各類葉輪機械：渦輪、水輪機、泵、風扇、軸流風扇、壓氣機；
2)全自動化、模板化設置流程，高效便捷；
3)可同時設置多轉速多工況計算，并自動生成性能曲線；
4)100%可視化工作界面；
5)自動生成 HTML 、PDF版本報告；
6)計算求解快速，優于市面上其他常用CFD軟件；
7)兼容Windows 和 Linux系統；
8)永久、無許用用戶限制；
9)部分代碼開源，可進行深度二次開發及軟件定制；
10)實際案例教程，所有資源網上共享。
功能特色
幾何及網格功能
● 支持STL格式幾何文件導入。
● 能夠進行自動化六面體網格劃分。
● 提供靈活的網格尺寸控制功能，包括全局控制及局部控制，并能自動根據幾何曲率調整網格分布。
● 能夠調入其他外部軟件生成的其他類型網格。
邊界條件設定及求解
● 專用的葉輪機械設定模板，多種模式可選，并通過step by step的形式引導自動完成設置。
● 可選擇不同工質進行流動計算，并可對物性參數進行手動調整。
● 可以進行層流和湍流流動模擬，多種湍流模型可選，并可進行空化計算。
展開 
使用sCO2作為工質設計葉輪機械時的考慮事項
在sCO2葉輪機械能夠取代已開發和改進了100多年的蒸汽輪機或燃氣輪機之前，需要克服大量的工程技術。盡管存在這些挑戰，但在過去十年中已經成功開發了許多sCO2葉輪機械的設計和試驗原型。借助現有的技術和工具，除了來自原型測試的數據之外，預計在未來幾年中，將成功開發出用于各種應用的sCO2透平和壓縮機，并最終將其商業化。
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 葉輪機械專題 | 如何高效準確地進行葉片顫振分析預測？
隨著對葉輪機械產品性能要求的提高，葉尖切線速度越來越大、剛度越來越低，葉片顫振的可能性相比以往也大大增加，而我們知道葉片顫振會最終導致葉片斷裂失效等嚴重事故。隨著計算機仿真技術的發展， 流固耦合分析方法已成為葉片顫振分析方法的主流
，葉片的流固耦合分析中，需要對三維非定常流場和葉片的瞬態響應進行時間推進求解，而且葉片振動改變了流場邊界，需要采用動網格技術對流場網格進行實時更新。
基于上述流程，傳統的葉片流固耦合顫振分析方法通常會面臨以下挑戰：
葉片全三維非定常仿真求解計算資源消耗極大、計算時間極長，極大的制約了該方法應用于實際葉輪機械產品的研發流程中；
葉片雙向流固耦合仿真需要同時對三維流場和固體振動進行瞬態耦合求解計算，收斂非常困難，難以獲得有用的分析結果；
CFD軟件與結構軟件之間數據交互復雜、操作繁瑣，不利于工作繁重的工程技術人員快速學習和使用。
針對上述難點，Ansys基于葉輪機械專用流體仿真軟件CFX和結構仿真軟件Mechanical推出了能高效、準確的分析和預測葉片顫振解決方案，該方案在求解效率、準確性和操作易用性等方面居于商業軟件前列，非常適用于實際葉輪機械產品的葉片顫振分析和預測。本文將針對葉片顫振分析，對流固雙向耦合解耦的方法進行著重介紹，更多受迫振動分析方法將在Ansys中國官方微信公眾號中陸續發布。
由于雙向流固耦合計算成本過高，不適用于工況點眾多的實際葉片顫振分析，需要將其解耦為單向流固耦合。解耦方式分為2種：
顫振分析，先進行FEM模態分析，模態分析結果作為流體瞬態分析的邊界條件計算氣體對振動的阻尼作用.
受迫振動分析，先進行流體瞬態分析得到葉片氣動激勵邊界條件，再基于FEM計算葉片的振動和應力。
展開 葉輪機械專題 | 如何高效準確地進行葉片顫振分析預測？
隨著對葉輪機械產品性能要求的提高，葉尖切線速度越來越大、剛度越來越低，葉片顫振的可能性相比以往也大大增加，而我們知道葉片顫振會最終導致葉片斷裂失效等嚴重事故。隨著計算機仿真技術的發展，流固耦合分析方法已成為葉片顫振分析方法的主流，葉片的流固耦合分析中，需要對三維非定常流場和葉片的瞬態響應進行時間推進求解，而且葉片振動改變了流場邊界，需要采用動網格技術對流場網格進行實時更新。
基于上述流程，傳統的葉片流固耦合顫振分析方法通常會面臨以下挑戰：
葉片全三維非定常仿真求解計算資源消耗極大、計算時間極長，極大的制約了該方法應用于實際葉輪機械產品的研發流程中；
葉片雙向流固耦合仿真需要同時對三維流場和固體振動進行瞬態耦合求解計算，收斂非常困難，難以獲得有用的分析結果；
CFD軟件與結構軟件之間數據交互復雜、操作繁瑣，不利于工作繁重的工程技術人員快速學習和使用。
針對上述難點，Ansys基于葉輪機械專用流體仿真軟件CFX和結構仿真軟件Mechanical推出了能高效、準確的分析和預測葉片顫振解決方案，該方案在求解效率、準確性和操作易用性等方面居于商業軟件前列，非常適用于實際葉輪機械產品的葉片顫振分析和預測。本文將針對葉片顫振分析，對流固雙向耦合解耦的方法進行著重介紹，更多受迫振動分析方法將在Ansys中國官方微信公眾號中陸續發布。
由于雙向流固耦合計算成本過高，不適用于工況點眾多的實際葉片顫振分析，需要將其解耦為單向流固耦合。解耦方式分為2種：
顫振分析，先進行FEM模態分析，模態分析結果作為流體瞬態分析的邊界條件計算氣體對振動的阻尼作用.
展開 NUMECA FINE/Turbo葉輪機械仿真最佳解決方案之一
眾所周知，相比于通用流體計算分析，在葉輪機械流動仿真計算中，存在諸多
的問題和挑戰：
1、如何簡化和求取葉輪機械計算域和幾何
2、如何快速劃分高質量葉輪機械流體通道全六面體網格
3、如何處理轉靜子葉片數量不等而流動干涉情況
4、如何選取一個求解速度、精度和穩定性最好的湍流模型
5、如何選取一個精度高、計算快速、內存需求低的求解器
6、如何選取一個快速、高效、專業的旋轉機械后處理軟件
各大主流CFD軟件廣商一直在孜孜不倦地探索和提供高效易用專業的葉輪機械
數模仿真解決方案，無論是通用CFD軟件包還是專業CFD軟件包。
面向旋轉機械的分析體系NUMECAFINE/Turbo是上述問題和挑戰的完美解
決者之一。
FINE/Turbo 葉輪機械氣動仿真計算流程
第一步：數據準備
方式1:由坐標數據點文件(hub.dat/shroud.dat/ps.dat/ss.dat)寫 geomturbo文件
方式2：由葉輪葉片三維模型，利用IGG逆向提取葉片數據點
第二步：網格劃分。
方式1：AutoGrid5向導模式劃分
方式2：AutoGrid5專家模式劃分
第三步：求解計算
在FINE/Turbo求解器中進行計算設置并求解
第四步：后處理
在CFview 中利用旋轉機械模式進行流場后處理
第五步：結果確認
根據后處理情況，確認結果可信，否則重新進行計算
展開 Pumplinx車輛行業CFD應用與CFturbo葉輪機械優化設計
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 numeca 葉輪機械定常和非定常解決方案
NUMECA FINE/ Turbo葉輪機械定常和非定常解決方案 NUMECA FINE/ Turbo中對葉輪機械的定常求解方法主要有三種： 混合平面法( Mixing Plane) 、凍結轉子法( Frozen Rotor) 、FNMB混合平面法(FNB)
上述三種方法中的前兩個，在較為專業的葉輪機械數值仿真軟件中是常用的，第三種是基于FINE/ Turbo多塊結構化網格中塊與塊的聯接而特殊定義的。
下面，對大家不太熟悉的非定常仿真方法做一個簡單的總結，詳細情況大家感興趣的可以深入去研究。
客戶案例 | Ansys與Concepts NREC聯合推出面向葉輪機械設計和分析的自動化工作流程
Ansys拓展與Concepts NREC的合作關系，通過CFD分析軟件與葉片設計軟件的集成，實現端到端工作流程，并加快產品上市進程
主要亮點
雙方現在可以在Concepts NREC的AxCent? 3D葉輪機械組件設計中運行面向葉輪機械應用的Ansys CFX?計算流體力學軟件
該合作使設計人員能夠以更高的預測準確性快速評估機器性能，從而縮短設計周期，并提高壓縮機、渦輪機、泵、風扇和渦輪增壓器等應用的性能
近期，Ansys與Concepts NREC攜手推出自動化工作流程，將設計工具與面向渦輪機械應用的可靠分析工具相連接。CFX與AxCent的集成使設計人員能夠以更高的預測準確性快速評估機器性能，從而縮短設計周期并提高壓縮機、渦輪機、泵、風扇和渦輪增壓器等應用的性能。
葉輪機械工程師的傳統做法是，在一個軟件程序中準備初始葉片設計，然后在不同的程序中執行詳細的3D分析，而且還需要在二者之間手動傳輸數據。這種連續的數據導出可能導致大量時間延遲，需要額外的計算資源，并增加與生產相關的成本。
新的技術集成使Ansys客戶能夠使用Concepts NREC的設計工具，在同一界面內輕松從CFX求解器獲得性能結果。客戶能夠為所有葉柵自動創建參數，而且可以在不間斷的工作流程中定義物理設置。CFD仿真的這種“一鍵式”方法，使工程師能夠在制造之前先利用Ansys求解器快速驗證葉輪機械設計。CFX穩健的求解器非常適合設計優化，可幫助客戶設計高效機器，同時滿足嚴格的產品安全和環境影響標準。
將Ansys TurboGrid和Ansys CFX集成到Concepts NREC的AxCent用戶界面中
例如，Boiler 2.0的創新制造商AtmosZero致力于為工業和商業應用進行蒸汽脫碳。
展開 葉輪機械專題 | 如何高效準確地進行葉片顫振分析預測？
隨著對葉輪機械產品性能要求的提高，葉尖切線速度越來越大、剛度越來越低，葉片顫振的可能性相比以往也大大增加，而我們知道葉片顫振會最終導致葉片斷裂失效等嚴重事故。隨著計算機仿真技術的發展，流固耦合分析方法已成為葉片顫振分析方法的主流，葉片的流固耦合分析中，需要對三維非定常流場和葉片的瞬態響應進行時間推進求解，而且葉片振動改變了流場邊界，需要采用動網格技術對流場網格進行實時更新。
基于上述流程，傳統的葉片流固耦合顫振分析方法通常會面臨以下挑戰：
葉片全三維非定常仿真求解計算資源消耗極大、計算時間極長，極大的制約了該方法應用于實際葉輪機械產品的研發流程中；
葉片雙向流固耦合仿真需要同時對三維流場和固體振動進行瞬態耦合求解計算，收斂非常困難，難以獲得有用的分析結果；
CFD軟件與結構軟件之間數據交互復雜、操作繁瑣，不利于工作繁重的工程技術人員快速學習和使用。
針對上述難點，Ansys基于葉輪機械專用流體仿真軟件CFX和結構仿真軟件Mechanical推出了能高效、準確的分析和預測葉片顫振解決方案，該方案在求解效率、準確性和操作易用性等方面居于商業軟件前列，非常適用于實際葉輪機械產品的葉片顫振分析和預測。本文將針對葉片顫振分析，對流固雙向耦合解耦的方法進行著重介紹，更多受迫振動分析方法將在Ansys中國官方微信公眾號中陸續發布。
由于雙向流固耦合計算成本過高，不適用于工況點眾多的實際葉片顫振分析，需要將其解耦為單向流固耦合。
展開 葉輪機械仿真前處理的那些事（Ⅰ）
旋轉機械CFD
與您分享旋轉機械仿真技術
關注技術鄰“NUMECA在軸流葉輪機械中的應用（基礎篇）”課程
ANSYS培訓：葉輪機械系統關鍵問題仿真方法，時間：2017年12月20日，20：00-21：00
葉輪機械系統關鍵問題仿真方法，時間：2017年12月20日，20：00-21：00
http://event.31huiyi.com/896040734
課程介紹：葉輪機械設計過程中具有較多關鍵問題，對這些問題的處理方法直接關系到葉輪機械的設計質量。本報告著重介紹了基于ANSYS仿真工具的系統仿真方法、通流設計流程、轉戾分析、顫振分析等關鍵問題的解決方案。
