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蜗壳设计和优化

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发表于 2019-5-29 16:13:47 | 显示全部楼层 |阅读模式

对于大多数径流式叶轮机械来说,蜗壳都是不可或缺的。蜗壳一般需要定义多个横截面,这些横截面都是2D曲线并沿着圆周方向进行扫略。


一般而言,在泵和涡轮增压器中都包含蜗壳和叶轮。对于泵和压气机而言,蜗壳的作用是,通过降低介质的速度,将其动能转化为压力势能,从而使其压力增加。然而涡轮的蜗壳却有着相反的功能,即将废气的压力势能转化为动能(来驱动叶轮)。


CAESES是利用CFD进行自动化形状优化的先进的蜗壳设计优化工具。其先进的参数化蜗壳模型,具有较高的稳定性,并通过高度自动化的流程能够节省您大量的工作时间。


在CAESES里创建的参数化蜗壳模型

设计蜗壳的挑战


系统的蜗壳流动优化是一项耗时的工作,通常这是一个反复迭代过程。CFD工程师会对一个之前由CAD部门设计创建的模型进行分析,得到分析结果后CFD工程师向CAD同事介绍如何改变形状,CAD工程师调整模型,并将其返回给CFD工程师。


这个循环可能需要花费几天甚至几周的时间,直到一个新的(性能改进的)蜗壳被开发出来。考虑到(加入)其他部件(如叶轮和扩压器)能有更好的性能预测,那么情况将变得更加复杂。理论上,CAESES能有效地将这项工作的耗时从几个月缩短到几天。


蜗舌模型


这是主涡壳表面分别与入口(涡轮)或出口(压缩机)几何相交的区域。CAESES提供各种技术和解决方案,为您解决这个棘手的工作。这极大地加速了蜗舌几何的建模过程,并使得最终的蜗壳在自动化变形和优化期间绝对稳健。


稳健的蜗舌模型应用于自动化变形和优化过程

横截面的定义


CAESES中可以自定义横截面2D型线的形式,或导入现有数据以将其转换为参数化截面。蜗壳通常由典型的分布规律控制,例如A/R比率,这些都可以在CAESES中进行设定。CFD专家通常想要尝试自己的一些想法,并考虑更多与流动过程相符的形状控制。这些想法和任意几何约束都可以在CAESES高度集成的蜗壳模型中直接考虑进去。


用户自定义2D横截面

任意蜗壳模型的解决方案


无论您使用的是何种设备或者您的蜗壳模型有多么复杂,对于全自动化模型优化,CAESES都是一个理想的选择,它可以节省您大量的时间和人力资源。CAESES也被很多领先企业用于蜗壳设计,如,IHI,丰田,MTU等。


CAESES中稳健的参数化双涡管蜗壳

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