[發明專利]基于知識庫數據統一管理的透平機械CAE集成平臺

有效

• 申請號: 201810140072.4
• 申請日: 2018-02-11
• 公開（公告）號: CN108334709B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 李健;葉自強;邱徐文
• 申請（專利權）人: 合肥市太澤透平技術有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/17
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于知識庫數據統一管理的透平機械CAE集成平臺，包括：系統分析模塊(1)、一維中線模塊(2)、幾何模塊(3)、二維通流模塊(4)、三維CFD分析模塊(5)、FEA有限元分析模塊(6)、知識庫模塊(7)，其特征在于：所述的系統分析模塊(1)用于進行概念設計、可行性分析、熱循環分析、選型設計和分析，為透平機械部件具體設計提供設計工況熱力學參數；所述的一維中線模塊(2)與系統分析模塊(1)相連，在系統分析模塊(1)分析結束后，進入一維中線模塊(2)，所述的一維中線模塊(2)用于根據用戶設計要求提供初步幾何設計方案，在分析模式下，采用單點和多點計算，對設計工況和非設計工況下的流道各部件和整機性能進行預測，并根據不同應用的具體特點，為用戶提供多種經驗模型選擇；

所述的幾何模塊(3)與一維中線模塊(2)相連，所述的幾何模塊3基于Open Cascade全三維圖形處理引擎，采用了VTK加速渲染和實時渲染技術，利用一維中線求解結果數據，生成三位幾何模型，同時，為用戶實現三維交互設計能力；

所述的二維通流模塊(4)與幾何模塊(3)相連，所述的二維通流模塊(4)通過求解子午面歐拉方程和模擬葉片力求解各站點的速度和熱力學參數，兼具分析模式和設計模式，在分析模式下，根據已有幾何模型，自動生成通流分析網格，然后通過求解二維歐拉方程，應用葉片力模型和經驗模型求解二維流場的速度和熱力學參數，在設計模式下，根據用戶提供的控制目標條件，調整葉片形狀，并計算相關的二維流場；

所述的三維CFD分析模塊(5)與幾何模塊(3)相連，所述的三維CFD分析模塊(5)用于進行三維流場分析，可由幾何CAD模型自動生成結構或非結構網格，可模擬主流道和分支流道，采用CFD技術，可求解從不可壓到不同馬赫數的可壓縮流；

所述的FEA有限元分析模塊(6)與三維CFD分析模塊(5)相連，所述的三維CFD分析模塊(5)的求解結束后，所述的FEA有限元分析模塊(6)利用有限元數值方法進行應力應變，熱應力和振動模態分析，由CAD模型自動生成非結構網格，同時可從流體計算結果自動設置相關邊界條件；

所述的知識庫模塊(7)用于對系統分析模塊(1)、一維中線模塊(2)、幾何模塊(3)、二維通流模塊(4)、三維CFD分析模塊(5)、FEA有限元分析模塊(6)實現設計數據的積累、存儲、分析、顯示、管理和再使用。

2.根據權利要求1所述的一種基于知識庫數據統一管理的透平機械CAE集成平臺，其特征在于：所述的系統分析模塊(1)提供了朗肯循環分析、燃氣輪機和渦噴發動機系統分析、制冷泵循環分析、制熱泵循環分析、渦輪增壓系統分析、超臨界CO2布雷頓循環分析、用戶自定義循環分析。

3.根據權利要求1所述的一種基于知識庫數據統一管理的透平機械CAE集成平臺，其特征在于：所述的一維中線模塊(3)用于各式軸流、混流和離心壓縮機、渦輪，泵，風機的初步選型設計、分析優化及模型校驗。

4.根據權利要求1所述的一種基于知識庫數據統一管理的透平機械CAE集成平臺，其特征在于：所述的經驗模型包括Aungier,Lieblein,Koch,Smith,Ainley,Mathieson,Kacker,Okapuu,Dunham,Came,Egli,Baines,Carter的模型和數據。

5.根據權利要求1所述的一種基于知識庫數據統一管理的透平機械CAE集成平臺，其特征在于：所述的幾何模塊(3)采用NURBS模型對關鍵設計曲線和曲面進行模擬，基于控制點和關鍵參數對三維模型進行準確控制和實時修改，實現了動態實時調整模型，所述的幾何模塊(3)內嵌二維通流和頁間分析解題器，幫助實現葉片載荷的快速優化。

6.根據權利要求1所述的一種基于知識庫數據統一管理的透平機械CAE集成平臺，其特征在于：所述的幾何模塊(3)基于通用CAD文件各式，實現外部CAD模型的導入讀取、重生成以及再編輯修改，同時可以將內部生成的幾何固體模型導出為通用CAD格式。