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别错过!2023旋转机械设计CFD仿真技术讲座(5月6-31日)

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导读:旋转机械是指主要依靠旋转动作完成特定功能的机械,典型的旋转机械有汽轮机、燃气轮机、离心式和轴流式压缩机,风机、泵、水轮机,发电机和航空发动机等,广泛应用于电力、石化、冶金和航空航天等部门。

众所周知,旋转机械非常复杂,通常工作在高温、高压、高速旋转的环境中,要达成各方面的研发目标就需要解决大量的工程问题仿真技术可以为旋转机械的设计研发提供坚强的CAE支撑,包括一维叶片快速设计二维叶栅通流分析模板化的总体性能快速评估整机三维流体动力学静力学动力学疲劳寿命流固耦合颤振失速模态动态响应噪声分析及优化。这些设计分析、优化工作贯穿于产品研发的各个阶段,可创造大量的技术成果。

仿真秀2023旋转机械设计仿真技术系列讲座将邀请企业资深CFD技术专家高校科研工作者CAE厂商技术顾问,一起来探索旋转机械设计工程问题的仿真解决方案。详情见后文:

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一、旋转机械的分类

绝大多数机械都有旋转件,所谓旋转机械是指主要功能由旋转运动来完成的机械,尤其是指主要部件作旋转运动的、转速较高的机械。
旋转机械是流体能量和机械结构旋转动能之间的转换装置的总称。其主要特点为:(1)机械结构定轴旋转,(2)叶片为主要能量传递部件https://www.fangzhenxiu.com/course/6977526/?uri=225_5YNjr7S1QFL
旋转机械广泛存在于日常生活、交通运输、工农业生产、能源等领域。旋转机械种类繁多,有汽轮机、燃气轮机、离心式压缩机、发电机、水泵、水轮机、通风机以及电动机等。这类设备的主要部件有转子、轴承系统、定子和机组壳体、联轴器等,转速从每分钟几十转到几万、几十万转。
根据能量转换方式,可分为机械设备和动力设备两种:
1、机械设备:能量从外部动力源(电机、发动机等)转移至流体
2、动力设备:能量从流体转移至机械结构,使机械结构发生旋转运动

CPU散热风扇

二、旋转机械领域的CFD问题

旋转机械CFD常见问题包括:
1、性能指标
性能指标,如风扇P-Q曲线、水泵流量-扬程曲线等,是各类设备的最核心技术指标,直接决定了产品的市场竞争力。

某型号风扇P-Q曲线

2、气动噪声
风扇、航空发动机等以气体作为工作介质的设备,气动噪声是噪声的主要来源。对于家用为主要应用场景的各类设备(电脑散热器、抽油烟机等),静音设计是产品的重要卖点。

噪声测试实验室中测试电脑风扇噪声

3、汽蚀
螺旋桨、水泵等以液体作为工作介质的设备,工作过程中会由于局部低压导致液体汽化,形成大量气泡,即汽蚀现象。汽蚀不仅会恶化设备性能,降低设备效率,同时气泡反复的生成、消失过程会对固体表面造成反复冲击,导致设备损伤。

螺旋桨的汽蚀

4、流固耦合
结构设计是任何设备必须考虑的基本问题。航空发动机、风力发电机等工作环境恶劣、可靠性要求高的设备,如何兼顾设计性能、制造成本、结构可靠性、整机轻量化等多方面要求,是研发过程的重要问题。

风力发电机损坏的叶片
三、旋转机械设计仿真系列讲座

前不久,仿真秀专栏作者CFJ88老师组织订阅用户直播加餐《ANSYS BladeModeler和Optislang风机优化设计应用引发了用户好评。并不断有用户给我们留言,希望能够组织更多面向工程应用的旋转机械设计仿真技术讲座。

5月6日起,仿真秀2023旋转机械设计仿真技术系列讲座将邀请行业资深CFD技术专家高校科研工作者CAE厂商技术顾问,再组织八期线上报告,一起来探索旋转机械设计工程问题的仿真解决方案。具体安排如下:
报告一:BladeModeler和Optislang风机优化设计应用

(1)主讲嘉宾:CFJ88CFD高级应用工程师航空流体硕士,仿真秀专栏作者,熟悉ANSYS CFD软件在旋转机械中的应用。

(2)主讲内容:讲座分享了ANSYS BladeModeler和Optislang基本功能Fluent 旋转机械工作流,重点介绍2个基于Workbench界面下的轴流和离心风机优化流程与应用

(3)如何观看:点击下方报名观看和回放

风机仿真设计(一):ANSYS BladeModeler和Optislang风机优化设计应用-仿真秀直播

报告二:ANSYS CFD旋转机械应用解决方案(5月6日)

众所周知,ANSYS针对旋转机械领域相关CFD问题,提供了全面的解决方案,涵盖从几何模型处理到结果后处理的完整仿真工作流程。

基于Fluent的CFD工作流程

针对第2部分提及的各类CFD问题,ANSYS也有大量相关案例、教学材料以及仿真最佳实践可供学习、参考。

风扇的压力分布

风扇的气动噪声频谱

水泵汽蚀区域分布

对于流固耦合问题,Fluent结合Mechanical,在Workbench环境中可方便快捷的进行处理。

与此同时,ANSYS基于非参数优化和参数优化方法进行的设计优化,从而不仅仅能够得到仿真结果,也能够基于现有仿真结果寻找更优的设计方案。其中,非参数优化采用Fluent的伴随求解功能,参数优化调用ANSYS OptiSLang软件。

基于Fluent伴随求解器的叶片优化

基于OptiSLang的水泵叶片参数优化结果(红:初始设计,绿:优化方案)
直播安排扫码报名和回放
为帮助大家理解ANSYS CFD旋转机械应用解决方案,本报告详细讲解旋转机械领域和ANSYS CFD的相关方案与应用。请点击下方链接报名观看。
旋转机械设计(二):ANSYS CFD旋转机械应用解决方案-仿真秀直播
报告三:STAR-CCM+旋转机械气热固声耦合仿真和气动性能优化

(1)直播时间:5月10日19:30

(2)直播嘉宾:梁老师西北工业大学硕士,长期从事选择机械设计,擅长STAR-CCM+气动、传热、燃烧、多相流、运动、固体应力、气动声学等多学科耦合分析,以及在CFD结果上,通过网格变形直接对模型进行优化的伴随形状优化方法;在设计空间通过将固体网格和流体网格相互转换而自动构造最优几何的伴随拓扑优化方法;还精通多目标优化,在给定的参数和约束下,通过遗传算法,响应面方法等进行全局搜索和局部搜索,寻找最优目标 。

(3)授课内容:通过本讲座用户可了解转机械计算方法、旋转机械气热固声耦合方法、旋转机械气动外形优化方法和旋转机械气热固声耦合分析及优化流程。

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旋转机械设计(三):STAR-CCM+旋转机械气热固声耦合仿真和气动性能优化-仿真秀直播

报告四:典型旋转机械声/振信号处理方法及应用

(1)直播时间:5月12日19:30

(2)直播嘉宾:宋永兴 山东建筑大学副教授,博士,院长助理,硕士生导师,钦州市工业智能装备工程技术研究中心主任,山东建筑大学工业智能装备科研创新团队负责人,山东省勘察设计协会暖通空调制冷专业委员会、山东土木建筑学会暖通空调专业委员会、山东土木建筑学会建筑热能动力专业委员会、山东勘察设计协会建筑环境与能源应用分会委员委员,Journal of Dynamics,Monitoring and Diagnostics、机电工程技术期刊青年编委。博士毕业于浙江大学,主要研究方向为流体机械设计与优化、设备振动与噪声分析与优化、建筑环境系统动态控制技术等。

先后主持省部级课题2项、横向课题9项。已发表学术论文四十余篇,其中SCI论文17篇、EI三篇3篇,授权申请发明专利6项、国际发明专利2项、软件著作权21项,获得第九届山东省教学成果(高等教育类)一等奖(3/10)、2022年获国际学术“最佳研究奖”(Best Research Award,International Research Awards on New Science Inventions NESIN 2022Awards. Sciencefather)、山东建筑大学校级优秀教学成果奖二等奖(4/6)。

(3)授课内容:通过本讲座,可以清楚理解典型旋转机械的信号特点、常用信号处理方法、声/振信号模型、预处理方法、声/振实验的设计、信号的解调算法、典型解调算法的应用等。相关讲授内容可以应用于泵、风机、螺旋桨、电机等典型旋转设备的声/振信号分析等。

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旋转机械设计(四):典型旋转机械声/振信号处理方法及应用-仿真秀直播

报告五:Fluent旋转机械气动与噪声设计应用

(1)直播时间:5月18日19:30

(2)直播嘉宾:杨仿君,6年流体从业经验,硕士学历,仿真秀科普作者,擅长流体基础流动、换热、旋转机械、多相流、组分输运、动网格和UDF等方向。做过的案例:飞翼布局飞机isight气动优化、轿车阻力仿真、双层住宅自然通风仿真、离心泵空化和冲蚀分析、风扇(螺旋桨)气动噪声仿真、风力发电机功率仿真、旋转机械多域网格划分方法、小船阻力仿真、城市污染物扩散、扑翼机仿真分析等。

(3)授课内容本讲座从风扇气动噪声的产生机理入手,对风扇的气动噪声进行仿真预测方法的研究。试验证明,该方法可用于工程中对风扇噪声性能的初步预测,为风扇噪声的控制和优化选型提供了有效的评估依据。

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旋转机械设计(五):Fluent旋转机械气动与噪声设计应用-仿真秀直播

报告六:基于CFturbo离心泵水力设计原理及应用

(1)直播时间:5月21日19:30

(2)直播嘉宾:叶老师,仿真秀专栏作者,CFD高级工程师,具备十多年年叶轮机械优化设计以及仿真分析工作。先后实施了大量旋转机械的水力/气动优化设计项目,参与并实施的项目有旋转机械优化设计流程建立及运行维护等工作,具有丰富的CAE工程项目经验。

(3)授课内容通过本讲座,用户可以清晰了解离心泵相关部件的设计原理以及设计流程。相关的设置及技巧也会在分享中逐一解释与呈现。主要讲解CFturbo离心泵设计流程介绍和CFturbo使用过程中注意事项。

(4)如何观看:点击下方链接报名观看和回放。

旋转机械设计(六):基于CFturbo离心泵水力设计原理及应用-仿真秀直播

报告七:基于Fidelity旋转机械设计与优化一站式解决方案

(1)直播时间:5月25日19:30

(2)直播嘉宾:吴昌 博士,Cadence CFD 高级工程师, 仿真秀专栏作者,动力机械及工程专业 ,13年开始一直致力于CFD的应用与二次开发等工作,具有丰富的工程项目经验。多次主导叶轮机械气动优化项目:如柳州重工散热风扇气动及噪声优化。多次参与国家“两机专项”课题,如某燃机透平共轭传热下的相似设计等。

(3)授课内容通过本讲座,用户可以了解叶轮机械的一般设计与优化方法,如正向与逆向设计,设计参与与性能变化的定性关系,如何提高设计与优化效率等。直播中也会展示典型的成功案例。主要包括旋转机械正向及逆向设计方法、设计参数对性能的定性影响规律、如何提升设计与优化效率和典型成功案例分享。

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旋转机械设计(七):基于Fidelity旋转机械设计与优化一站式解决方案-仿真秀直播

报告八:Turbo grid和CFX在泵与风机中的应用

(1)直播时间:5月27日19:30

(2)直播嘉宾:苦行僧,CFD高级工程师,仿真秀专栏作者,本硕均就读于流体机械专业,硕士毕业于华中科技大学流体机械及工程系,研究方向为流体机械内部流场优化,及振动分析,对于流体机械设计优化有深厚的理论基础,对于cfx在流体机械专业有多年的应用经验,期间曾多次主导离心泵水力设计设计工作,对于旋转机械有丰富的设计经验

(3)授课内容通过本讲座,用户可以学习Turbo grid如何对泵和风机这类旋转部件的网格划分,CFX如何对泵和风机这一类流体机械进行仿真计算。主要包括:Turbo grid软件使用技巧,以泵,风机,压缩机为例;CFX软件使用技巧,以泵,风机,压缩机为例;如何提高仿真计算精度。

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旋转机械设计(八):TurboGrid和CFX在泵与风机中的应用-仿真秀直播

报告九:轴流风扇设计仿真一体化软件Cradle CFD应用案例

(1)直播时间:5月31日19:30

(2)直播嘉宾:李晶 仿真秀专栏作者,毕业清华大学工程力学系,日本大阪大学热物理博士,20年以上流体仿真工程经验,现任 Cradle CFD产品负责人

(3)授课内容本次讲座全面介绍smartblade以及其应用案例,还包含了降噪案例,机器学习案例等。

(4)如何观看:点击下方链接报名观看和回放。

旋转机械设计(九):轴流风扇设计仿真一体化软件Cradle CFD应用案例-仿真秀直播

四、旋转机械设计仿真好课推荐

轴流风机性能高精度验证和Optislang优化设计

CFX旋转机械仿真15讲,获得旋转机械仿真分析能力

NUMECA叶轮机械仿真进阶16讲-让你拥有独立开展旋转机械气动性能仿真分析能力

基于PumpLinx的泵阀仿真分析10讲-掌握泵阀的仿真分析的原理及流程

ANSYS TurboGrid叶轮机械网格划分进阶13讲-让你拥有叶轮机械最佳网格前处理能力

NUMECA IGG网格划分进阶13讲-拥有建立NUMECA叶轮机械仿真非叶片部件网格能力

CFturbo旋转机械(泵)设计教程15讲:获得水力设计、CFD参数化联合仿真和逆向设计工程能力

Ansys 电机结构CAE仿真-旋转部件

Fluent旋转机械工程仿真应用13讲:详解海上风机、螺旋桨、风扇、涵道、离心风机、离心泵和齿轮泵等

旋转机械水力工程案例精品课31讲-掌握水力机械流场分析和流固耦合分析

从零学习Bladegen和Turbogrid进阶18讲:旋转机械行业的设计从业者“必修课”

Star-CCM 流固耦合计算11讲:案例实操双向耦合/共轭传热/位移计算/应力求解和振动分析

CFD 建筑环境与暖通分析教程16讲-掌握基本流动、对流传热、耦合传热的计算方法

三、旋转机械仿真学习包领取

本系列讲座PDF资料已收录到旋转机械仿真学习包

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声明:本文首发仿真秀App,部分图片和内容转自网络,如有不当请联系我们,欢迎分享,禁止私自载,转载请联系我们。

来源:仿真秀App
BladeModelerMechanicalFluentCFXWorkbench静力学振动疲劳流体基础多相流形状优化拓扑优化二次开发航空航天冶金建筑暖通参数优化理论
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2023-05-08
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