【应用】旋转机械仿真应用概述

旋转机械是工业领域非常重要的动力装备，通用的包括汽轮机、燃气轮机、水轮机、鼓风机、压缩机等。近年来，随着国家产业升级、节省减排、中国制造2025等规划的相继推出，对旋转机械相关的性能也提出了越来越高的要求。

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。随着现代CAE技术的日趋成熟，企业完全可以将这种先进的研发手段与传统的试验和设计经验相结合，形成互补，从而提升研发设计能力，有效地指导新产品的研发设计，降低开发成本，缩短开发周期，从而大幅度提高企业的市场竞争力。

安世亚太及其强大的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和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。

1、叶片快速设计

ANSYS BladeModeler能够快速设计多种形式的旋转机械叶片，如轴流式、离心式和混合式叶片设计，静止部件或旋转部件（泵、桨叶、压气机、涡轮、扩张器、风扇、吹风机等）叶片设计等。

在Ansys BladeModeler中设计叶轮

2、叶栅通道快速通流分析

Vista系列软件是一款定位为拓展透平机械几何设计与分析范围的工具。作为一款二维通流求解器，在进行精确、细致的三维流动模拟之前，该软件提供了旋转机械的快速初步分析能力。应用ANSYS Vista TF二维通流求解器进行初步的设计迭代可以降低产品设计和改进过程的总时间，这也最大程度提高了工程数值模拟的效率。

Vista TF快速设计方法

3、汽轮机湿蒸汽两相流非平衡态流动分析

4、湿蒸汽两相流非平衡态流动分析

5、透平机械三维非定常流动数值模拟

动叶25％叶高前缘点的静压脉动图谱

动叶50％叶高前缘点的静压脉动图谱

6、透平瞬态问题

Time Transformation（TT）和Fourier Transformation（FT）分析

7、透平机械流固耦合稳态分析

ANSYS CFX中应用网格变形

ANSYS CFX计算结果

8、透平机械颤振气动阻尼计算

9、 旋转机械结构强度、振动和疲劳分析

• 结构应力和变形（强度问题）

• 转子动力学（临界转速、不平衡响应）

• 转动系统的振动、噪声

• 转轴扰度、强度计算

• 高温儒变分析

• 装配结构分析（过盈配合、螺栓预紧）

• 疲劳寿命评估

增压器离心式压气机的结构静、动力学分析

10、旋转机械工艺成形仿真

• 转轴、叶片的锻造及热处理仿真

• 旋转机械金属结构部件的铸造仿真模拟

• 焊接和机加工仿真模拟等等

精益研发 助推中国智造

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