CN108304667A - 基于知识库数据统一管理的cea集成平台的一维中线单元 - Google Patents

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CN108304667A
CN108304667A CN201810140079.6A CN201810140079A CN108304667A CN 108304667 A CN108304667 A CN 108304667A CN 201810140079 A CN201810140079 A CN 201810140079A CN 108304667 A CN108304667 A CN 108304667A
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张蕊
李健
邱徐文
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Hefei City Dazzle Turbine Technology Co Ltd
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Hefei City Dazzle Turbine Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种基于知识库数据统一管理的CEA集成平台的一维中线单元，包括设计模块、分析模块和多点分析模块，其特征在于：所述的设计模块用于根据用户输入的设计工况，一键式操作，对流道内的各部件进行初步成形设计，生成基本流道一维几何模型，并预测计算出性能参数；分析模块用于用户将已有模型输入进行性能预测，根据缺省或用户定制的经验模型，一维中线分析对流道热力学条件、速度三角和整体机组性能进行预测。本发明具有效率高、周期较短等优点。

Description

基于知识库数据统一管理的CEA集成平台的一维中线单元
技术领域
本发明涉及透平机械分析设计领域，具体来说是一种基于知识库数据统一管理的CEA集成平台的一维中线单元。
背景技术
透平机械作为能量转换装置为人类社会获取各种动力，在航空、能源、电力、石化、环保、轨道交通等领域有着非常重要的作用。
在当前的透平机械设计过程中，很多相关企业和研究单位的设计人员通常是通过使用excel、matlab等软件结合简单的编程技术来获得机器各部件的尺寸，然后采用商业软件进行三维的CFD分析，通过大量的模拟计算得出性能后，确定机器尺寸进行生产，其结果存在如下几个现象：
1、由于时间和成本方面的考虑，采用教材上的一些经验公式的计算或者已有机型的相似法则来设计，这些情况下现有的传统设计流程需要花费较大的人力进行人工计算，而且计算的结果并不能直接得出性能的预测结果；
2、为获得现有机器的性能参数进行优化时，每次尺寸的修改都需要三维方面相应的修改以及CFD流体计算和应力分析等方面的验证，费时费力，使得研发周期加长，研发效率降低；
3、在透平机械的研发过程中，不止需要获得设计工况下的性能，也需要获得不同工况下的性能，以获知机械的应用范围，但是采用目前的方法，有工作量大、耗时长等缺点；
4、在产品的研发过程中，不注意经验和技术的积累，对产品的升级更新造成很大的不便；
由上可知，需要对现有的技术进行有效的改进。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的研发效率较低、周期较长、费时费力的缺陷，提供一种基于知识库数据统一管理的CEA集成平台的一维中线单元来解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：本发明公开了一种基于知识库数据统一管理的CEA集成平台的一维中线单元，包括设计模块、分析模块和多点分析模块，其特征在于：所述的设计模块用于根据用户输入的设计工况，一键式操作，对流道内的各部件进行初步成形设计，生成基本流道一维几何模型，并预测计算出性能参数；
所述的分析模块用于用户将已有模型输入进行性能预测，根据缺省或用户定制的经验模型，一维中线分析对流道热力学条件、速度三角和整体机组性能进行预测；
所述的多点分析模块根据分析模块的处理结果，同时也可对现有模型进行非工况点下的性能进行预测，通过设置多条转速线，多流量点来进行非设计工况下的性能预测，并通过性能曲线图显示出来，用户即可查看到不同工况条件下的性能趋势。
作为优选，所述的设计模块中设有设计向导，引导客户完成设计参数的输入。
作为优选，所述的设计模块中还嵌入设计模型，可由用户自行选择与设计，增加用户自由度。同时，在设计或分析过程中，可以与数据库模块链接，保存和读取已有的数据，为数据积累提供方便。
作为优选，所述的经验模型包括QiuDev, Winsner Busemann，Howell，SineRule,CarterRule, Leblein, User Define多种滑移模型和数据。
本发明相比现有技术具有以下优点：
（1）、内嵌设计模型，可以一键式设计，也可用户自行指定设置设计；
（2）、一维中线分析程序速度快，可快速进行设计工况和非设计工况下的性能预测；
（3）、与几何模块无缝连接，可一键生成三维几何模型；
（4）、与数据库模块链接，保存和读取数据，方便积累经验。
附图说明
图1为本发明一种基于知识库数据统一管理的CEA集成平台的一维中线单元的框图；
图2为本发明一种基于知识库数据统一管理的CEA集成平台的一维模块界面显示图；
图3为设计向导位置图；
图4为压缩机叶轮设置界面；
图5为叶轮流道设置界面；
图6为叶片设置界面；
图7为求解设置界面；
图8为多点分析工况设置界面；
图9为多点分析计算结果界面；
图10为与数据库模块链接界面与保存界面。
附图标记为: 设计模块1、分析模块2、多点分析模块3。
具体实施方式
为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：
参照图1，本发明公开了一种基于知识库数据统一管理的CEA集成平台的一维中线单元，包括设计模块1、分析模块2和多点分析模块3，其特征在于：所述的设计模块1用于根据用户输入的设计工况，一键式操作，对流道内的各部件进行初步成形设计，生成基本流道一维几何模型，并预测计算出性能参数；
所述的分析模块2根据缺省或用户定制的经验模型，一维中线分析对流道热力学条件、速度三角和整体机组性能进行预测，可预估泄漏、叶轮轴向力、蜗壳径向力、压缩机喘振/堵塞边界、水泵NPSH汽蚀余量等，基于实验数据或者CFD仿真结果反推以及修正一维模型的模型参数，便于借鉴先进产品的可靠成熟经验。同时具备最先进准确的物性定义方式：NISTRefProp10和Redlich-Kwong-Aungier状态方程。
所述的多点分析模块3,通过设置多条转速线，多流量点来进行非设计工况下的性能预测，并通过性能曲线图显示出来，用户即可查看到不同工况条件下的性能趋势。
1)设计模块1根据用户输入的设计工况，一键式操作，对流道内的各部件进行初步成形设计，生成基本流道一维几何模型，并预测计算出性能参数。
2)分析模块2根据缺省或用户定制的经验模型，一维中线分析对流道热力学条件、速度三角和整体机组性能进行预测，可预估泄漏、叶轮轴向力、蜗壳径向力、压缩机喘振/堵塞边界、水泵NPSH汽蚀余量等，基于实验数据或者CFD仿真结果反推以及修正一维模型的模型参数，便于借鉴先进产品的可靠成熟经验。同时具备最先进准确的物性定义方式：NISTRefProp10和Redlich-Kwong-Aungier状态方程。
3)多点分析模块3通过设置多条转速线，多流量点来进行非设计工况下的性能预测，并通过性能曲线图显示出来，用户即可查看到不同工况条件下的性能趋势，这个过程效率大大提高，使用比较方便，比较节省人力和体力。
作为优选，所述的设计模块1中设有设计向导，引导客户完成设计参数的输入，通过设置设计向导，这样更加便于客户输入设计参数，效率大大提高。
作为优选，所述的设计模块1中还嵌入设计模型，可由用户自行选择与设计，增加用户自由度，通过内嵌设计模型，可以一键式设计，也可用户自行指定设置设计，效率大大提高。
作为优选，所述的经验模型包括QiuDev, Winsner Busemann，Howell，SineRule,CarterRule, Leblein, User Define多种滑移模型和数据，此时经验模型种类比较多样，比较丰富。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (4)

1.一种基于知识库数据统一管理的CEA集成平台的一维中线单元，包括设计模块、分析模块和多点分析模块，其特征在于：所述的设计模块用于根据用户输入的设计工况，一键式操作，对流道内的各部件进行初步成形设计，生成基本流道一维几何模型，并预测计算出性能参数；
所述的分析模块用于用户将已有模型输入进行性能预测，根据缺省或用户定制的经验模型，一维中线分析对流道热力学条件、速度三角和整体机组性能进行预测；
所述的多点分析模块根据分析模块的处理结果，同时也可对现有模型进行非工况点下的性能进行预测，通过设置多条转速线，多流量点来进行非设计工况下的性能预测，并通过性能曲线图显示出来，用户即可查看到不同工况条件下的性能趋势。
2.根据权利要求1所述的一种基于知识库数据统一管理的CEA集成平台的一维中线单元，其特征在于：所述的设计模块中还设有设计向导，引导客户完成设计参数的输入。
3.根据权利要求1所述的一种基于知识库数据统一管理的CEA集成平台的一维中线单元，其特征在于：所述的设计模块中嵌入多种设计模型，可由用户自行选择与设计，增加用户自由度，同时，在设计或分析过程中，可以与数据库模块链接，保存和读取已有的数据，为数据积累提供方便。
4.根据权利要求1所述的一种基于知识库数据统一管理的CEA集成平台的一维中线单元，其特征在于：所述的经验模型包括QiuDev, Winsner Busemann，Howell，SineRule,CarterRule, Leblein, User Define多种滑移模型和数据。
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