主要功能
产品特征
依托自主研发的数据库,TurboTides 以几何建模为核心,集成了系统循环分析、一维中线设计与分析、二维通流分析、三维 CFD 分析、三维FEA分析以及转子动力学分析等功能模块。各模块间实现数据的无缝自动传递,并可与多学科智能优化器协同工作,支持设计方案的自动优化与迭代提升。
TurboTides是一款专为叶轮机械设计开发的集成化工具,秉承系统工程理念,支持正向设计流程,旨在为叶轮机械行业用户提供一体化、专业化、智能化、定制化的 CAE 设计解决方案。
(1)循环分析模块
循环分析模块支持多种热力学循环的设计与分析,适用于多种工业应用场景。主要支持以下循环形式:
>朗肯循环 — 包括有机朗肯循环(ORC)
>燃气轮机循环
>超临界CO2循环
>制冷循环
>涡轮増压循环
>多级压缩系统设计和分析,包括齿轮式多级压缩(GMC)
√支持多种压缩机与涡轮建模方式,包括一维中线模型与特性图模型
√多级压缩系统可基于内置数据库进行选型设计
√燃气轮机循环支持动力涡轮和涡喷发动机模型
√燃气轮机循环支持添加二次空气系统(SAS),用于涡轮冷却和防喘回路系统建模
√超临界CO2循环支持印刷电路式热交换器(PCHE)模型
√支持循环参数的多目标优化分析,以实现系统性能的最优配置
(2)一维中线设计和分析模块
一维中线模块支持对径流/混流/轴流型压缩机、涡轮、泵及风机的初步设计、性能分析以及基于试验/仿真数据的模型校准(Data Reduction)。
ü 集成真实流体物性数据库(基于 REFPROP10)与快速查表模型,适用于多种工作流体
ü 提供缩放、切割、流道剪切、几何调整等多种几何编辑功能
ü 支持一维中线模型的参数优化
ü 支持用户自定义函数功能(UDF)
ü 支持基于试验/仿真数据的模型校准功能
经校准后的模型可准确预测在替换工质或相似模化条件下的机器性能曲线
(3)二维通流分析模块
二维通流分析模块支持基于子午面(S2流面)与叶间面(S1 流面)的通流计算。
ü 基于流线曲率法,实现高效的二维通流解算
ü 考虑损失模型、偏移角模型、阻塞模型和径向掺混模型
ü 支持从三维几何模型自动生成二维通流网格
ü 自动提取叶片几何参数,包括叶片角、厚度分布、倾角等关键信息
ü 支持对流道和叶型参数的优化设计
ü 可进行多工况点通流分析
ü 支持导入 ACF/PCA 文件进行通流设计
(4)几何建模模块
几何建模模块全面支持三维参数化几何模型的快速生成与编辑。
ü 支持叶轮机械常见部件(如叶轮、导叶、扩压器等)的三维几何建模
ü 提供可视化几何编辑界面
ü 支持多种典型翼型的生成与叶片串列建模(如 NACA、DCA、MCA 等)
ü 支持蜗壳建模及实体蜗壳的几何导出
ü 支持风机进气室、泵进水室、双吸进水室等特殊结构的参数化建模
ü 支持平衡孔的参数化建模
ü 支持固体域与流体域三维几何的标准格式导出
ü 支持外部已有三维模型的导入与逆向参数化建模
ü 支持 GeomTurbo 与 TurboGrid 格式的导入与导出
(5)三维CFD流场仿真分析模块
三维 CFD 分析模块支持基于结构化网格、非结构化网格及混合网格的全三维压力基流场仿真。
ü 支持并行计算,提升大规模模型求解效率
ü 支持自动网格生成,并提供专家模式,允许用户对网格进行手动优化与调整
ü 集成源项引导的网格光顺算法,提升网格正交性和质量
ü 支持设置边界层首层厚度或指定目标 y⁺ 值
ü 支持自动设置边界条件,可直接从一维中线模型导入进/出口边界条件及工质物性
ü 支持真实流体物性计算,并可自动生成热力学物性参数表
ü 支持空化模拟及两相流计算,适用于泵类设备及特殊运行工况分析
ü 内置丰富的后处理功能,包括文本报告、网格查看、云图、矢量图、流线图、等值面等多种可视化手段
ü 可对三维 CFD 分析结果与一维中线模型预测结果进行对比
ü 提供与第三方软件 TurboGrid 的接口,支持导入高质量结构化网格
(6)三维FEA有限元模块
三维FEA分析模块支持对叶轮、蜗壳等部件进行有限元仿真分析。
ü 支持自动生成有限元网格
ü 支持自动设置载荷与约束条件
ü 支持单向流固耦合分析
ü 支持线性与非线性材料模型
ü 支持多种分析类型:
-静力学分析
-热分析
-模态分析
-谐响应分析
-瞬态动力学分析
-瞬态热传导分析
-瞬时模态分析
ü 支持计算质量、转动惯量等关键物理量
ü 提供丰富的后处理功能,包括文本报告、坎贝尔图、干涉图、应力/位移云图、变形图等可视化结果 展示
(7)转子动力学模块
转子动力学模块可高效处理各类复杂转子-轴系结构,支持关键部件的建模与系统动力学特性分析。
ü 支持弹性轴、叶轮、弹性联轴器、直齿/斜齿轮、滑动轴承、滚动轴承、密封结构等常见部件的建模与分析
ü 支持转子轴系、齿轮副、联轴器等组件的快速建模
ü 支持多种油润滑滑动轴承建模,并可导入滚动轴承的动力学模型
ü 支持平面密封、迷宫密封、蜂窝密封等典型密封结构的动力参数计算
ü 支持叶轮建模及对应稳定性所需动参数计算
ü 支持的动力学分析类型包括:
-实模态分析
-不平衡响应分析
-一级稳定性分析
-二级稳定性分析
-最大连续转速下的复模态分析
-扭转共振分析
-扭转谐响应分析
-瞬态扭振分析
ü 提供丰富的后处理功能,包括文本报告、模态图、轨迹图、响应谱等
(8)嵌入式数据库
嵌入式数据库具备强大的数据管理与协同设计能力,支持在线部署与权限控制,实现设计数据的集中存储、调用与复用,助力构建高效、可追溯的设计工作流。
ü 支持TurboTides 全部对象的集中存储与复用,包括部件、整机模型、性能曲线、几何模型、流体物性模型等
ü 支持复杂数据结构的录入与管理,如性能图谱、几何实体、多工况参数等
ü 允许用户自定义数据记录类型
ü 所有数据支持搜索、版本恢复与多场景复用
ü 支持本地与远程在线访问
(9)优化设计模块
TurboTides提供灵活、高效的优化设计能力,支持从系统级全流程优化到部件级局部优化。
ü 支持拉丁超立方抽样、网格自适应搜索、最大化期望提高算法及遗传算法等多种优化算法
ü 提供第四代基于人工智能及机器学习的OASIS优化算法,有效解决如下复杂优化问题:
-高变量
-昂贵约束
-多目标
-黑箱问题
ü 优化器可单独或组合调用循环、一维中线、二维通流、三维CFD和FEA求解器
技术优势
应用案例
我们工程咨询团队接受客户的委托利用TurboTides设计系统已经成功完成了100+个工程咨询项目,均得到了客户的高度评价,典型的案例如下:
✔ 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
✔ 100m³/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
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