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透平機械（Turbomachinery）是對具有葉片的動力式流體機械統(tǒng)稱，其共同特點是葉輪作高速旋轉(zhuǎn)運動，工質(zhì)（氣體或液體）與葉輪之間產(chǎn)生力的相互作用，借以實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化，從電腦主板散熱風扇到風力發(fā)電機、航空發(fā)動機，在生產(chǎn)生活中有著廣泛應用。

首先我們來感受一下葉輪機械的定義：葉輪機械是以連續(xù)流動的流體為工質(zhì)，以葉片為主要工作元件，實現(xiàn)工作元件與工質(zhì)之間能量轉(zhuǎn)換的一類機械（從可讀性上來說，作者對這個定義是拒絕的）。

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(qū)域進行設置，最終將可視化結(jié)果還原為整個葉輪，使結(jié)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(yōu)化方法完成葉輪機械流體性能的提高。

周期性幾何簡化由于葉輪機械的局部特征對流場結(jié)果的準確性至關(guān)重要，在進行網(wǎng)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(wǎng)格量巨大無比，求解效率較低。

提供高質(zhì)量葉輪機械六面體網(wǎng)格劃分工具TurboGrid，可方便快捷的對單級或多級風扇/壓氣機葉片進行全自動、高質(zhì)量流體網(wǎng)格的劃分創(chuàng)建。

實現(xiàn)更快、更準確的葉輪機械仿真 Yannick Baux 說，Fidelity CFD 顯著提高了所有垂直行業(yè)的流體動力學性能和準確性，可實現(xiàn)所有流型下的快速收斂。

在 CFD 分會場上，Cadence 還分享了基于 Fidelity CFD 的葉輪機械氣動設計、馬達/發(fā)電機冷卻設計解決方案，事實上，這也正符合“小汽油機”產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級需求，對于水泵、汽油發(fā)電機等集成小汽油機動力和葉輪機械部件的產(chǎn)品，在更高集成級別的設計優(yōu)化離不開葉輪機械的 CFD 優(yōu)化工具，在這方面，Fidelity CFD 同樣具備強勁實力。

基于從收購 NUMECA 和 Pointwise 中獲得的專業(yè)知識和技術(shù)以及積累的計算軟件專業(yè)知識，Fidelity CFD 將所有先進技術(shù)結(jié)合在一起，助力 CFD 工程師通過簡化的工作流程更好地仿真多物理場的系統(tǒng)性能。 Fidelity CFD 中包含幾個專門用于船舶和葉輪機械應用的流體求解器，以及用于多種流體類型的通用流體求解器。

我們所有的核心技術(shù)現(xiàn)在都集中在一個地方，使渦輪機械工程師能夠在不離開單一環(huán)境的情況下進行設計、模擬和迭代。例如，可以在 Fidelity Agile 中創(chuàng)建離心式壓縮機，在 Fidelity Autogrid 中編輯流動路徑，以及我們獨特的 ZR 網(wǎng)格劃分技術(shù)用于在葉輪葉片上方和后面進行網(wǎng)格劃分。

在離心葉輪機械領(lǐng)域,CFD正成為預測壓縮機性能及了解葉輪機械內(nèi)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(fā)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(shù)值模擬可以提供整個計算域上的流場結(jié)構(gòu)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(shù)、設計成本,縮短開發(fā)周期。

Ansys拓展與Concepts NREC的合作關(guān)系，通過CFD分析軟件與葉片設計軟件的集成，實現(xiàn)端到端工作流程，并加快產(chǎn)品上市進程主要亮點 雙方現(xiàn)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、

實現(xiàn)更快、更準確的葉輪機械仿真 Fidelity CFD 顯著提高了所有垂直行業(yè)的流體動力學性能和準確性，可實現(xiàn)所有流型下的快速收斂。

本次直播作為Cadence Fidelity 葉輪機械設計與優(yōu)化系列專題的第二期，詳細介紹基于Fidelity CFD的葉輪機械模擬實現(xiàn)方法。

同時，文末還推薦一場《Cadence Fidelity一站式葉輪機械設計與優(yōu)化方案》官方線上直播。

<p>在高端能源動力領(lǐng)域，葉輪機械是心臟中的心臟，它們承擔著能量轉(zhuǎn)換的重任，沒有他們就沒有大飛機的航空發(fā)動機，也沒有我們055大驅(qū)燃氣輪機。尤其在能源領(lǐng)域，火力發(fā)電所使用的汽輪機，壓縮空氣儲能系統(tǒng)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。

基于Fine系列葉輪機械CFD技術(shù)，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(wǎng)格劃分、計算流體力學和優(yōu)化功能全部整合在一個環(huán)境中。依托我們在旋轉(zhuǎn)機械領(lǐng)域超過數(shù)十年的技術(shù)專長，Fidelity CFD 可以提供優(yōu)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(jié)構(gòu)：壓縮機、渦輪機、泵、風扇、螺旋槳。

識別高速區(qū)域或可能發(fā)生氣蝕的區(qū)域可以幫助工程師改變葉輪的形狀和尺寸，從而使流過渦輪機的流體更有效。 Cadence 的Fidelity和Fidelity Pointwise等工具使此類模擬和分析成為可能。通過精細網(wǎng)格劃分、求解控制納維-斯托克斯方程、湍流建模和數(shù)值模擬，這些 CFD 平臺有助于理解流動特性及其對渦輪機械性能的影響。