[發(fā)明專利]用于預(yù)測(cè)渦輪機(jī)性能的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580058821.3
• 申請(qǐng)日: 2015-10-19
• 公開（公告）號(hào): CN107148599B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·克里施納巴布
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西門子股份公司
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 王茂華

1.一種用于預(yù)測(cè)壓氣機(jī)(14)的性能的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，所述壓氣機(jī)(14)包括轉(zhuǎn)子和定子，所述轉(zhuǎn)子包括至少一個(gè)葉片級(jí)(48)，所述至少一個(gè)葉片級(jí)(48)包括多個(gè)葉片，所述定子包括至少一個(gè)導(dǎo)葉級(jí)(46)，所述至少一個(gè)導(dǎo)葉級(jí)(46)包括多個(gè)導(dǎo)葉，所述方法包括步驟：

-對(duì)CFD氣體路徑(120)建模，所述CFD氣體路徑(120)包括：

-壓氣機(jī)入口通道(156)，

-至少一個(gè)導(dǎo)葉流動(dòng)部分(146)、鄰近于所述導(dǎo)葉流動(dòng)部分的至少一個(gè)葉片流動(dòng)部分(148)、以及在所述導(dǎo)葉流動(dòng)部分和所述葉片流動(dòng)部分之間的至少一個(gè)混合平面，其中每個(gè)導(dǎo)葉流動(dòng)部分(146)對(duì)應(yīng)一個(gè)導(dǎo)葉級(jí)(46)并且每個(gè)葉片流動(dòng)部分(148)對(duì)應(yīng)一個(gè)葉片級(jí)(48)，以及

-壓氣機(jī)出口通道(157)，

-將所述導(dǎo)葉和所述葉片建模為非絕熱固體，

-構(gòu)建轉(zhuǎn)子的模型，所述轉(zhuǎn)子的模型包括面對(duì)多個(gè)導(dǎo)葉非絕熱固體的至少一個(gè)第一轉(zhuǎn)子固體域(220a)和附接到多個(gè)葉片非絕熱固體的至少多個(gè)第二轉(zhuǎn)子固體域(220b)，所述第一轉(zhuǎn)子固體域和所述第二轉(zhuǎn)子固體域彼此相鄰，并且被建模為非絕熱，

-構(gòu)建定子(150)的模型，所述定子的模型包括附接到多個(gè)導(dǎo)葉非絕熱固體的至少一個(gè)第一殼體固體域(240a)和面對(duì)多個(gè)葉片非絕熱固體的至少一個(gè)第二殼體固體域(240b)，所述第一殼體固體域和所述第二殼體固體域彼此相鄰，并且被建模為非絕熱，

-對(duì)多個(gè)流體到固體的界面(270)建模，每個(gè)流體到固體的轉(zhuǎn)子界面在相應(yīng)的葉片流動(dòng)部分或?qū)~流動(dòng)部分與徑向相鄰的轉(zhuǎn)子固體域或殼體固體域之間提供熱交換鏈路，

-對(duì)一個(gè)或多個(gè)固體轉(zhuǎn)子界面(230)建模，每個(gè)固體轉(zhuǎn)子界面在相鄰的轉(zhuǎn)子固體域的相應(yīng)對(duì)之間提供熱交換鏈路，以及

-對(duì)一個(gè)或多個(gè)固體定子界面(250)建模，每個(gè)固體定子界面在相鄰的定子固體域的相應(yīng)對(duì)之間提供熱交換鏈路。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括步驟：構(gòu)建所述殼體周圍的空氣的固定流體模型，所述固定流體模型具有與所述殼體固體域接觸的第一內(nèi)邊界和與所述第一內(nèi)邊界相對(duì)的第二外邊界(300)，大氣壓力和溫度條件被施加到所述第二外邊界。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中所述殼體周圍的所述空氣的所述固定流體模型包括多個(gè)流體域(280)，每個(gè)流體域(280)與相應(yīng)的殼體固體域接觸，對(duì)一個(gè)或多個(gè)流體界面(290)建模，每個(gè)流體界面在相鄰的流體域(280)的相應(yīng)對(duì)之間提供熱交換鏈路。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括步驟：

-對(duì)所述壓氣機(jī)入口通道(156)下游、所述壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子上游、并且鄰近于所述壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子的第一固定固體域(221)建模，

-提供上游固體轉(zhuǎn)子界面(230)，以用于在所述轉(zhuǎn)子和所述第一固定固體域(221)之間提供熱交換鏈路，

-將多個(gè)入口導(dǎo)向葉片建模為從所述第一固定固體域徑向延伸到第一殼體固體域(240a)的非絕熱固體，

所述第一固定固體域和所述第一殼體固體域具有施加大氣溫度條件的相應(yīng)上游邊界(310、311)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括步驟：

-對(duì)在所述壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子下游、并且鄰近于所述壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子的第二固定固體域(220)建模，

-提供下游固體轉(zhuǎn)子界面(230)，以用于在所述轉(zhuǎn)子和所述第二固定固體域(220)之間提供熱交換鏈路，

-將多個(gè)出口導(dǎo)葉建模為從所述第二固定固體域徑向延伸到最終下游殼體固體域的非絕熱固體，

-對(duì)所述壓氣機(jī)出口通道(157)的最終部分(160)建模，所述最終部分(160)從所述出口導(dǎo)葉向下游邊界延伸一定距離(L1)，其中所述下游邊界被施加邊界壓力。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括步驟：對(duì)所述下游固體轉(zhuǎn)子界面的下游邊界(340)和所述最終下游殼體固體域(341)的下游邊界施加所述CFD氣體路徑的所述最終部分的所述最終邊界的相同溫度。