Машиностроение, турбомашиностроение

Задачи и способы решения

Турбины используются и играют важнейшую роль практически во всех отраслях промышленности. Вращающиеся машины изменяют режимы рабочих жидкостей и газов, перекачивают их (насосы и компрессоры), получают энергию (турбины), создают тягу (авиационные двигатели, винты). Производительность, эффективность, надежность и скорость получения конченого изделия всегда являлись важными критериями, однако современные рыночные реалии создают разработчикам дополнительные трудности. Являясь создателем и поставщиком программных продуктов для разработки посредством инженерного моделирования (Simulation Driven Product Development™) , компания ANSYS, Inc. помогает производителям турбомашин эффективно позиционировать себя на этом динамичном высококонкурентном рынке.

Высокоточное моделирование

Разработчики турбин уже долгое время используют программное обеспечение для инженерного моделирования с целью повышения производительности изделий и снижения стоимости испытаний. Многие компании выбрали программное обеспечение ANSYS для точного моделирования внутренней и внешней аэродинамики, гидродинамики, тепловых режимов, прочности, горения и других важнейших процессов. Возможности программных продуктов ANSYS по выполнению сложных междисциплинарных расчетов позволяют изучать взаимодействие различных по своей природе физических явлений, а также взаимосвязанных компонентов и систем. Инженерная масштабируемость решений ANSYS дает возможность одиночным пользователям, отделам, компаниям с различными требованиями к выполнению расчетов осуществлять последовательные или параллельные вычисления на персональных компьютерах, кластерах или рассредоточенных вычислительных мощностях предприятия.

Настраиваемые инструменты для повышения эффективности проектирования

Разработчикам турбин требуется система проектирования, которая включает в себя широкий набор инструментов, позволяющих выполнять быстрые изменения и исследовать множество рабочих режимов и параметров. Компания ANSYS предлагает набор узкоспециализированных высокопроизводительных инструментов для различных задач, например, для определения геометрии лопаточного венца, построения сетки для проточной части, быстрой расчетной оценки в одномерной постановке, ускоренного способа задания физических моделей, моделирования эксперимента, постпроцессинга с учетом особенностей компонента лопаточной машины. Эти инструменты настраиваются в рамках платформы ANSYS Workbench, которая предоставляет масштабируемые решения для выполнения разработки, междисциплинарного анализа и инструменты для связи, взаимодействия с существующими системами разработки.

Возможности

  • Построение геометрической и сеточной модели: построение геометрии и сетки лопаточного венца; аэродинамика в одномерной постановке; трехмерное параметрическое моделирование; технология построения геометрической модели методом обертки или «вакуумной упаковки»; двунаправленные связи с CAD-системами; создание и редактирование геометрии; декомпозиция; структурированные, неструктурированные, полиэдрические сетки; импорт и экспорт CAD-моделей; автоматизация; возможность описания с использованием скриптов; работа с унаследованными данными.
  • Решения для задач механики: статический, модальный, гармонический типы анализа; переходный и спектральный типы анализа; анализ потери устойчивости и усталости конструкций; автоматический анализ контактов; композиционные материалы; деформируемые геометрии; геометрические нелинейности; линейные и нелинейные материалы; режим синтеза компонентов; динамический анализ жестких и деформируемых многотельных систем; роторная динамика; задачи динамики в явной постановке; оптимизация топологии; изменение чувствительности; учет действия различных нагрузок; полный набор технологий и элементов для выполнения междисциплинарных расчетов; итерационные решатели; прямые решатели; возможности выполнения параллельных расчетов. 
  • Решения для задач электромагнетизма: паразитные излучения; электростатический и магнитостатический анализ; низкочастотный и высокочастотный электромагнитный анализ; низкочастотный электрический и магнитный анализ; диаграммы направленности антенн; анализ расширения электромагнитного поля в ближней и дальней зонах.
  • Решения для тепловых расчетов: стационарные и нестационарные процессы; теплопроводность, конвекция, тепловое излучение; фазовые переходы; массоперенос; жидкостные элементы; возможности выполнения параллельных расчетов.
  • Решения для задач динамики жидкостей и газов: специализация на предметной области; простота в использовании CAD-интерфейсов; подвижные и деформируемые геометрии; стационарные и нестационарные течения; двумерные осесимметричные течения, симметричные периодические течения, трехмерные течения; сжимаемые и несжимаемые течения; вязкие и невязкие течения; ламинарные, переходные, турбулентные режимы; LES/DES/SAS-модели; аэроакустика; конвективный, кондуктивный, радиационный, сопряженный теплообмен; многокомпонентные течения с химическими реакциями; течения с дисперсной фазой; течения со смешанными фазами; горение; вращающиеся лопаточные машины; настраиваемый интерфейс; расщепленный и сопряженный решатели; возможности выполнения параллельных расчетов; специализированный постпроцессинг для лопаточного венца.