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解决方案

动力设备—多学科仿(fang)真与优化


现状:

      动力(li)设(she)备是现代机(ji)械设(she)备的(de)核心部件,动力(li)设(she)备的(de)设(she)计(ji)很(hen)大程(cheng)(cheng)度(du)上决定了机(ji)械设(she)备的(de)性能。并(bing)且(qie)动力(li)设(she)备的(de)设(she)计(ji)是一个极为复杂的(de)系统(tong)工程(cheng)(cheng),涉及热(re)力(li)、气(qi)动、结构、强(qiang)度(du)、振动、寿命、燃(ran)烧(shao)、传热(re)、机(ji)械传动、控制(zhi)、润滑、电(dian)气(qi)、工艺、材(cai)料、可靠性、维修性、保障性、计(ji)算机(ji)等众多(duo)学科。

  

问题与挑战:

      传统的(de)动力设备设计方法先在部(bu)分学科(ke)范围内进行(xing)孤立的(de)单一学科(ke)优化,然后(hou)再(zai)校核其他学科(ke)的(de)要求,主要凭以往经验人为(wei)地平衡各学科(ke)指标的(de)冲突,未充分考虑各学科(ke)之(zhi)间的藕合(he)作用;只能设(she)计(ji)出基本满足要求的方案(an),而(er)不是系统整体最优的方(fang)案(an),且属于串行设计,设计周(zhou)期长(zhang),经济代价高。同(tong)(tong)时各(ge)个学科(ke)的(de)专业软件(jian)较多,不同(tong)(tong)专业软件(jian)间的(de)数据接口少,数据转换部分依靠(kao)软(ruan)件自(zi)带转换接口(kou),一部分依靠(kao)工程师自动编程转换,数据的准确(que)性和完整性很难保证。

 
 

  

解决方案:

      多学科仿(fang)真优(you)化(hua)系统(tong)针(zhen)对动力设备提供3D仿(fang)真优(you)化(hua)的(de)工具(ju)集成框架和仿(fang)真运行(xing)环境。

      燃气轮机(ji)涡轮叶(ye)(ye)片会涉(she)及热-流-结(jie)构(gou)(gou)多(duo)学科耦(ou)合仿(fang)真(zhen)。一(yi)般需(xu)要对(dui)气动(dong)力结(jie)果作为前置约束条(tiao)件(jian);进(jin)行热仿(fang)真(zhen)并把结(jie)果耦(ou)合到结(jie)构(gou)(gou)网格;进(jin)行结(jie)构(gou)(gou)强度(du)(du)的(de)求(qiu)(qiu)解,以验证零组件(jian)的(de)结(jie)构(gou)(gou)强度(du)(du)性能;在(zai)涡轮叶(ye)(ye)片的(de)热-流-结(jie)构(gou)(gou)耦(ou)合仿(fang)真(zhen)比较(jiao)困难的(de)是叶(ye)(ye)片曲(qu)面(mian)较(jiao)为复杂;这对(dui)几(ji)何拓(tuo)扑(pu)变(bian)形能力,网格划分质量(liang)都(dou)有较(jiao)高(gao)要求(qiu)(qiu)。多(duo)学科仿(fang)真(zhen)优(you)(you)化系(xi)统通(tong)过针对(dui)性扩(kuo)展开发,使用流程(cheng)模板、及元模型(xing)控制很好的(de)实(shi)现了这一(yi)求(qiu)(qiu)解过程(cheng)的(de)自动(dong)化。此外系(xi)统集成优(you)(you)化求(qiu)(qiu)解器,对(dui)叶(ye)(ye)片的(de)几(ji)何形状进(jin)行优(you)(you)化,以选(xuan)择气动(dong)和结(jie)构(gou)(gou)最优(you)(you)的(de)几(ji)何外形。