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客户价值
旋转机械集成设计TurboTides
产品概述

功能模块

       旋转机械集成设计系统TurboTides是一款专门针对旋转机械,基于CAE仿真的设计工具,同时也是基于系统工程思想的正向设计系统,为旋转机械行业用户提供一体化、专业化、定制化、智能化的CAE设计工具。

(1)循环分析

• TurboTides循环分析支持如下多种布局形式的热力学循环设计和分析:

✔︎ 朗肯循环—有机朗肯循环(ORC)

✔︎ 燃气轮机循环

✔︎ 超临界CO2循环

✔︎ 制冷循环

✔︎ 涡轮増压匹配

✔︎ 多级压缩系统设计和分析,包括齿轮式多级压缩(IGC)

•支持不同形式的压缩机和涡轮模型选项,如一维中线模型与特性图,

•内嵌操作便捷的优化器,支持循环参数优化。

(2)一维设计和分析

      一堆中线模块支持径流/混流/轴流形式的压缩机、涡轮、泵和风机的初步设计、

分析以及基于试验/仿真数据的修正(Data reduction)能。

✔︎ Data reduction功能可以校准一维模型。使其在整个性能图上逐点和实验/仿真数据相匹配。

✔︎ 基于REFPROP10和快速査表的真实流体模型,支持两相流的计算。

✔︎ 用户自定义函数功能(UDF)允许用户更改程序的默认模型和功能。

✔︎ 内嵌操作便捷的优化器,支持一维中线模型参数的优化。

✔︎ 支持缩放、切割、流道剪切和调整几何模型等功能。

(3)二维通流分析

       二维通流计算包括子午面(S2面)通流计算和叶间(S1 面)通流计算。

✔︎ 基于流线曲率法。

✔︎ 从三维几何自动生成网格。

✔︎ 自动获取叶片几何信息(叶片角,厚度,倾角)。

✔︎ 考虑损失模型,偏移角模型,阻塞模型和径向掺混。

✔︎ 支持流道和叶型忧化,操作便捷。

4)几何建模

几何造型模块全面支持三维几何模型的生成。

✔︎ 离心或轴流压缩机、涡轮、泵、鼓风机以及风机中常见组件的几何构型。

✔︎ 提供丰富的实时可视化几何编辑功能,包括通流部件加/减/编辑调整,机械结构编辑(轮背形状、倒角、

倒圆及轴孔等)以及叶轮切割及放缩功能。

✔︎ 三维几何模型导入功能,可针对流道、叶片、轮盘以及轮背进行导入并参数化建模。

✔︎ 内嵌数据库可便捷地存储与重复使用三维部件模型。

✔︎ 强大的蜗壳编辑功能,可方便地控制并编辑各种横截面、蜗舌、出口段管道以及双蜗壳等构型。

✔︎ 支持各种翼型的生成,如NACA, DCA,MCA等。

✔︎ 提供三维模型通用格式的导出功能。

(5)CFD三维流场仿真分析

提供釆用非结构化网格的全三维基于压力法的流场仿真分析求解器。

✔︎ 支持并行计算,计算核数无上限限制。

✔︎ 网格自动生成,边界条件自动设置。

✔︎ 支持空化及两相流的仿真计算。

✔︎ 方便易操作的后处理功能,包含文本报告,网格/云图/矢量/流线/等值面的视图。

✔︎ 支持真实气体计算,且可自动生成真实气体和液体的热力学物性参数表。

✔︎ 可便捷地比较三维CFD流场分析和一堆中线模块预测结果。

✔︎ 提供与第三方软件CFX TurboGrid的方便接口。

(6)三维FEA模块

      支持叶轮、叶片以及蜗壳的有限元分析。

✔︎ 提供静强度分析、热分析和模态振动分析功能。

✔︎ 支持采用线性和非线性材料进行计算分析,包括弹性,塑性, 蠕变和超弹性材科。

✔︎ 便捷的前处理功能:网格自动生成,载荷与约束自动设置。

✔︎ 流道和叶片表面载荷可自动从CFD流场仿真分析结果中载入。

✔︎ 方便易操作的后处理功能,包含文本报吿、坎贝尔图、干涉图、 云图以及变形图等。

✔︎ 可快速计算重量和转动惯量等。

(7)嵌入式数据库

      嵌入式数据库是一个可放置在网络上的、具有版本控制功能的数 据存储中心。组织内部技术人员

通过数据库可方便地保存和 使用已有设计模型测试散据几何模型以及自定义函数。

任何TurboTides中的对象(部件,机器,曲线,流体模型等) 都可以保存到数据库中并重新加载到当前设计中。

面向对象的数据库可以录入性能图、部件、机器、几何模型以 及流体模型等各种复杂数据结构。

✔ 允许用户自定义数据记录类型并通过脚本指定属性。

✔ 存储在数据库中的所有内容都是可搜索、可恢复及可复用的。

(8)优化设计

在设计的每个阶段都可使用TurboTides内置的优化功能。

✔ 提供第四代基于人工智能及机器学习的优化算法,有效解决大变量、大计算量、多局域优化、黑箱的优化设计问题

✔ 优化器可单独或组合调用循环,一维,二维通流,流场仿真分析和有限元分析求解器。

✔ 通过脚本编写,用户可以自定义复杂的优化过程,如包含CFD 和FEA的多学科优化来优化流场和叶轮结构。

技术优势

(1) 集成一体化的正向设计系统

      TurboTides设计系统是一个高度集成的、一站式设计系统,涵括了旋转机械设计全流程所需

的各种工具,各个模块之间的数据传递完全自动化、无失真,实现了各个设计流程之间的 “无缝衔接” ,

提高了旋转机械设计过程的效率。

(2)独特的模化设计技术

      TurboTides 独有的Data reduction 技术,可以运用实验数据或三维CFD结果,对一维模型进行修正,

形成精确的一维校准模型。在校准模型的基础上,可以对原始设计进行几何放缩,切割及工质替换等模化操作,

形成的一维模型可以对新设计进行快速精确预测。模化设计技术对机器的快速选型、产品系列化的研发以及提高

设计迭代速度具有重要意义。

(3)全流道的参数化导入功能

      TurboTides可以在几何模块中导入叶片流道及蜗壳,并且能够对其进行参数化,抽取相应的参数化

特征参数,参数化后的模型能够通过相应的控制点进行调整,为后续的产品优化设计奠定基础。

(4)自动网格生成技术,简单易用的CFD及FEA

      TurboTides根据不同类型的旋转机械均提供了相应的网格模板、边界条件和载荷的设定,

用户通过简单的几步就能完成网格生成、CFD及FEA的分析,极大的降低了用户的使用门槛,

提升了产品设计迭代效率。

(5)基于已有设计的优化和系列化设计及数据库交互

      TurboTides可以对已有CAD模型方便导入,并通过Data Reduction 导入已有数据并产生校准模型,

形成了新一代设计的基础,这一切都离不开TurboTides独有的内嵌的数据库的支持。TurboTides数据

库功能为用户积累设计经验创造了条件, 为设计技术的积累和传承提供了一个宝贵的平台。

(6)多学科、多层次优化综合技术设计技术

      TurboTides集成了第四代基于AI/ML的优化器OASIS,能够快速寻优设计,提高设计品质。

同时用户能够在系统到一维、二维及三维模块调用优化器进行不同层次的优化设计,涵盖热力学、

气动、结构强度等多个学科,从而真正实现多学科、多层次综合设计优化。

(7) 自主可控

      TurboTides 是一个中国拥有完整知识产权的重要工业CAE软件。太泽透平技术公司开发了

全部超过350万行的源代码。无论从技术支持,定制开发,还是打破技术封锁方面都有重要意义。

客户价值

(1)形成完整的设计研发体系,提高公司的研发能力

       依托于高度集成的、一站式设计系统TurboTides,结合软件内嵌的标准设计流程及行业专家设计

知识,用户单位可快速形成建立于TurboTides的旋转机械高效设计研发体系,持续提升创新能力及

产品可靠性,降低产品研制实验费用,缩短产品研制周期。

(2)支持技术经验积累,管理及传承数据资产

      TurboTides 数据库功能为用户积累设计经验创造了条件,为设计技术的积累和传承提供了一个宝贵

平台。因此借助于数据库,企业技术人员可以存储和管理设计数据和设计方法,以支持未来的研发和降低

设计成本和风险,同时不会因为人员的变动而丢失先进的设计知识和宝贵的设计数据。

(3)强有力的本土化技术支持团队

TurboTides背后的技术团队人数众多,各专业门类齐全。可提供如下服务:

软件售后的使用培训不限次数,直到用户能够熟练掌握为止;

针对使用过程中软件存在的技术问题,在24小时内技术支持响应;

经验丰富的工程咨询团队能够对企业工程师的设计方面的疑问进行免费解答;

✔ 公司不定期的组织线上或线下的技术培训会及研讨会,优先安排购买软件的企业用户参加。

(4)能够完全根据用户业务发展进行定制化开发

      TurboTides 是一个中国拥有完整知识产权的重要工业CAE软件,我们拥有全部超过350万行的源代码,

并基于TT-foundation软件基座对客户的需求进行快速的定制化开发,真正的解决企业现在或者未来的技术难题。

应用案例

      我们利用TurboTides设计系统已经成功完成了近百个工程咨询项目,这些项目均得到了客户的高度评价,

典型的案例如下:

✔ 35kW微型燃气轮机整机设计与样机制造

天然气余压发电透平膨胀机整机设计

有机朗肯循环(ORC)的涡轮发电系统设计

燃料电池高速空压机的气动与结构设计

20HP~100HP离心式制冷压缩机气动设计

0.24kg/s双级离心式制冷压缩机气动设计

100m^3/min高速鼓风机气动设计

局部进气轴流涡轮气动设计

低温升MVR压缩机气动设计

压比5.3涡轮增压器压气机扩稳设计

0.64kg/s加中冷两级离心压缩机气动设计

高性能对旋风机气动设计

多款曝气鼓风机气动与结构设计

多款风机改型总体设计

客户评价:

1  Shuo Li, Ph.D.Bloom Energy

       We are impressed by this product and would like to recommend it to benefit the whole

turbomachinery community.

2  George J. Maddox, BSME, MBA,(PumpWorks)

      The technical support that TurboTides provides is not just for the software but includes technical

support in the event a customer has difficulties with a particular design.

3  Donovan Thompson,(BSMEYumac Products, LLC)

      TurboTides has an excellent technical support staff that will respond very quickly to answer any

questions, resolve issues, or give guidance in the use of the software.

4 哈电发电设备国家工程研究中心有限公司

评价人:燃气轮机研究所透平室主任 姜东坡

评价时间:2022年6月

评价内容:太泽人的开拓创新精神深耕于合作的沃土之中,太泽人的专业化和工程化思想更是锚定在产品的

实际应用中,太泽人的技术精湛和服务至上更是让双方团队共同开创了多项第一,感谢时间为我们筑起信任的基石,

愿未来的日子继续并肩作战,收获共赢,共享成长。

5 陕西嘉惠动力技术有限公司

评价人:技术部副部长 洛骞

评价时间:2022年6月

评价内容:我是陕西嘉惠动力技术有限公司技术部骆骞,目前已经使用TurboTides软件两年多,

下面我将从几个方面谈谈自己的使用感受:

一、从2019年刚开始接触他们软件到现在,软件的功能和使用过程的稳定性提高了很多;

与其他同类软件比一体化的设计平台确实方便了很多,同时也避免了数据传输误差,软件界面

相对简洁对于新手也是比较友好的;

二、购买软件后的软件功能教学过程相比同类软件要长一些,同时对于设计使用中的疑问他们的

工程师回答的都很快捷和实用,优质的售后服务这一点也是我们放弃原有商业软件的主要原因之一;

三、去年年底我们新订委托太泽透平的工程设计项目进展也很顺利,有部分项目已经成功运行,节能效果

获得用户的好评;这些工程设计对我公司快速切入市场很有意义,后续我们双方将继续加强这方面的合作。

6 东方汽轮机厂有限公司

评价人:产品研发中心 张晓丹

评价时间:20226月

评价内容:该推力评估模块应用于工程中径流机械叶轮轴向推力评估,可大幅提升推力评估效率及精确度。

另外,该模块的data reduction功能提供用户利用试验或高精度仿真数据进行轴向推力计算模型的校准功能,

可拓宽该推力评估模块的适用领域。

图文展示(1)

什么是PHM




   


PHM(Prognostics and Health Management),即故障预测与健康管理,是一种基于数据分析和模型预测的维护技术,可以在设备发生故障前预测设备的健康状况和寿命,及时采取维护措施,降低设备的故障率和维修成本,提高设备的可靠性和可用性。

    PHM技术的核心在于对设备的健康状况进行实时监测和分析。目前常用的监测手段包括传感器、无损检测、可视化检测等技术,可以获取设备的运行状态、振动、温度、电流等参数,以及设备的声音、图像等信号。通过对这些数据进行处理和分析,可以获得设备的健康状况、寿命预测、失效机理、故障诊断等信息。

    PHM技术通常包括以下几个步骤:数据采集、特征提取、状态估计、寿命预测和维护决策。在数据采集阶段,需要选择合适的传感器或检测手段,采集设备的运行数据。在特征提取阶段,需要对数据进行处理和分析,提取出能够描述设备状态的特征。在状态估计阶段,通过建立模型对设备的状态进行估计和预测。在寿命预测阶段,根据设备状态和失效机理等信息,预测设备的寿命和故障时间。在维护决策阶段,根据设备的健康状况和寿命预测等信息,制定相应的维护决策,包括维修、更换、保养等。

PHM技术在工业设备、航空航天器、交通工具等领域得到广泛应用,可以有效地提高设备的可靠性和可用性,降低维修成本和停机时间,提高生产效率和安全性。






PHM在核电行业的应用



   

    PHM技术在核电行业的应用主要是针对核电站关键设备(例如核反应堆压力容器、主汽发生器、蒸汽涡轮机等)的健康状态监测和寿命预测。

    首先,对于核电站的关键设备,PHM技术可以采用各种传感器、数据采集系统和分析方法,实时监测设备的运行状态和健康状况。例如,可以采集设备的振动、温度、压力、电流等参数,以及设备的图像和声音等信号,通过分析这些数据可以得到设备的健康状况和故障特征。此外,对于核电站的设备,还需要考虑环境因素、辐射等因素对设备健康状况的影响。

其次,PHM技术可以利用大量历史数据、失效机理模型和寿命预测算法,对设备的寿命进行预测和评估。例如,可以建立基于统计学、机器学习或物理模型的寿命预测模型,对设备的寿命进行预测和评估

,并提供相应的维护决策。

    最后,PHM技术可以帮助核电站制定更合理的维护计划,包括根据设备的健康状况和寿命预测等信息制定维修、更换、保养等计划,并通过优化维护策略来提高设备的可靠性和可用性,降低维护成本和风险。同时,PHM技术还可以提高核电站的安全性和运行效率,减少因设备故障导致的停机时间和生产损失。




PHM在航空行业的应用


    PHM技术在航空行业的应用主要是针对飞机关键设备的健康状态监测和寿命预测。

首先,对于飞机的关键设备(例如发动机、起落架、液压系统等),PHM技术可以采用各种传感器、数据采集系统和分析方法,实时监测设备的运行状态和健康状况。例如,可以采集设备的振动、温度、压力、电流等参数,以及设备的图像和声音等信号,通过分析这些数据可以得到设备的健康状况和故障特征。此外,对于飞机设备,还需要考虑环境因素、气流等因素对设备健康状况的影响。

    其次,PHM技术可以利用大量历史数据、失效机理模型和寿命预测算法,对设备的寿命进行预测和评估。例如,可以建立基于统计学、机器学习或物理模型的寿命预测模型,对设备的寿命进行预测和评估,并提供相应的维护决策。同时,PHM技术还可以根据设备的使用情况和维护历史,对维护计划进行优化和调整。

    最后,PHM技术可以帮助航空公司和飞机制造商制定更合理的维护计划,包括根据设备的健康状况和寿命预测等信息制定维修、更换、保养等计划,并通过优化维护策略来提高设备的可靠性和可用性,降低维护成本和风险。同时,PHM技术还可以提高飞机的安全性和运行效率,减少因设备故障导

致的事故风险和航班延误。


PHM在船舶行业的应用



    PHM技术在船舶行业的应用主要是针对船舶关键设备的健康状态监测和寿命预测。

首先,对于船舶的关键设备(例如发动机、轴承、泵、舵机等),PHM技术可以采用各种传感器、数据采集系统和分析方法,实时监测设备的运行状态和健康状况。例如,可以采集设备的振动、温度、压力、电流等参数,以及设备的图像和声音等信号,通过分析这些数据可以得到设备的健康状况和故障特征。此外,对于船舶设备,还需要考虑海洋环境、腐蚀等因素对设备健康状况的影响。

    其次,PHM技术可以利用大量历史数据、失效机理模型和寿命预测算法,对设备的寿命进行预测和评估。例如,可以建立基于统计学、机器学习或物理模型的寿命预测模型,对设备的寿命进行预测和评估,并提供相应的维护决策。同时,PHM技术还可以根据设备的使用情况和维护历史,对维护计划进行优化和调整。

    最后,PHM技术可以帮助船东和造船厂制定更合理的维护计划,包括根据设备的健康状况和寿命预测等信息制定维修、更换、保养等计划,并通过优化维护策略来提高设备的可靠性和可用性,降低维护成本和风险。同时,PHM技术还可以提高船舶的安全性和运行效率,减少因设备故障导致的事故风险和航行延误。


PHM未来的发展



    随着物联网、云计算、大数据、人工智能等技术的不断发展,PHM技术正逐渐成为工业制造、交通运输、能源、医疗等领域的热门话题,并受到越来越多的关注和投资。未来,PHM技术将有望在以下方面实现更广泛的应用和发展:

跨领域应用:未来PHM技术将更加注重跨领域的应用,不仅限于某一个特定的行业或领域,而是将各种PHM技术和方法进行整合和创新,应用于更广泛的领域。例如,在医疗领域,PHM技术可以用于患者的健康监测、疾病诊断、治疗效果评估等方面,为医疗健康提供更加智能和个性化的服务。

   数据驱动:未来PHM技术将更加注重数据驱动,通过采集、分析、挖掘和利用大数据,实现设备、系统和过程的健康监测、故障诊断和预测等功能。通过机器学习、深度学习等算法的不断优化和提高,PHM技术将更加准确、智能和高效。

云平台:未来PHM技术将更加注重云平台的建设和应用,实现PHM技术的集成、共享和协同。通过云计算、边缘计算等技术的支持,PHM技术可以实现海量数据的实时处理和存储,实现设备和系统的远程监控和管理,提高设备的可靠性和可用性。

自主决策:未来PHM技术将更加注重实现自主决策,即通过自主学习、自主推理和自主决策,实现设备和系统的自我管理和自我优化。例如,在制造业领域,PHM技术可以实现生产流程的自我调整和优化,提高生产效率和质量,降低成本和风险。

物理学结合:未来PHM技术将更加注重物理学的结合,利用物理学的知识和方法,实现设备和系统的健康监测、故障诊断和预测。例如,结合物理学的失效机理和寿命模型,可以更加准确地预测设备的寿命和维护需求,提高设备的可靠性和可用性。


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