CN110083914A - 一种cae集成平台的离心通风机一维中线单元 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种CAE集成平台的离心通风机一维中线单元，包括设计模块、分析模块和多点分析模块，设计模块用于根据用户输入的设计工况，一键式操作，对离心通风机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离心通风机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。与现有技术相比，内嵌离心通风机设计模型，可以一键式设计，用户也可自行指定设置设计；离心通风机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；与几何模块无缝连接，可一键生成离心通风机三维几何模型。
Description
技术领域
本发明涉及透平机械离心通风机分析设计技术领域，具体来说是一种CAE集成平台的离心通风机一维中线单元。
背景技术
离心通风机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。在当前的离心通风机设计过程中，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和台架测试得出性能，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，采用教材上的一些离心通风机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几何相应的修改以及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、在离心通风机产品的研发过程中，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、在通风机产品的研发过程中，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研发效率较低、周期较长、费时费力的缺陷，提供一种CAE集成平台的离心通风机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：
一种CAE集成平台的离心通风机一维中线单元，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，对离心通风机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离心通风机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，同时也可对现有离心通风机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，所述的离心通风机得经验模型包括QiuDev, Winsner Busemann，UserDefine多种滑移模型和数据。
本发明的一种CAE集成平台的离心通风机一维中线单元，包括设计模块、分析模块和多点分析模块，与现有技术相比，（1）内嵌离心通风机设计模型，可以一键式设计，用户也可自行指定设置设计；
（2）离心通风机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，可一键生成离心通风机三维几何模型；
（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为本发明的一种CAE集成平台的离心通风机一维中线单元的框图。
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：
参照附图1所示，本发明的一种知识库统一管理的CAE集成平台的离心通风机一维中线单元，包括设计模块、分析模块和多点分析模块，的设计模块用于根据用户输入的设计工况，一键式操作，对离心通风机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；
分析模块根据缺省或用户定制的经验模型，离心通风机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、机壳径向力、离心通风机喘振/堵塞边界等，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：NIST RefProp10和Redlich-Kwong-Aungier状态方程。
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离心通风机性能趋势。
设计模块1根据用户输入的设计工况，一键式操作，对离心通风机流道内的各部件进行初步成形设计，生成离心通风机基本流道一维几何模型，并预测计算出性能参数。
分析模块2根据缺省或用户定制的经验模型，离心通风机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、机壳径向力、离心通风机喘振/堵塞边界等，基于实验数据或者CFD仿真结果反推以及修正离心通风机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：NIST RefProp10和Redlich-Kwong-Aungier状态方程。
分析模块2处理结束后，离心通风机多点分析模块3根据分析模块2的处理结果，通过设置多条转速线，多流量点来进行非设计工况下的离心通风机性能预测，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中设有离心通风机设计向导，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中还嵌入离心通风机设计模型，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，用户也可自行指定设置设计，效率大大提高。
作为优选，所述离心通风机的经验模型包括QiuDev, Winsner Busemann, UserDefine等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CAE集成平台的离心通风机一维中线单元，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，对离心通风机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离心通风机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，同时也可对现有离心通风机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CAE集成平台的离心通风机一维中线单元，其特征在于：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。
3.根据权利要求1所述的一种CAE集成平台的离心通风机一维中线单元，其特征在于：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。
4.根据权利要求1所述的一种CAE集成平台的离心通风机一维中线单元，其特征在于：所述的离心通风机得经验模型包括QiuDev, Winsner Busemann，User Define多种滑移模型和数据。
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