Инженерам хотелось бы иметь в распоряжении большое количество инструментов. В моей домашней мастерской есть много инструментов, но мне кажется, всегда найдется какой-то новый, которого у меня нет, но я мог бы использовать его для той или иной специфической работы. Важно, чтобы инструмент имел высокое качество и не сломался в процессе работы. Также необходима правильная организация рабочего пространства. Ведь если вы не можете найти инструменты, когда они вам необходимы, и не можете воспользоваться ими в связке с другими инструментами, работа будет продвигаться медленно. Иметь в распоряжении набор инструментов, разложенный в строгом порядке, очень полезно в тех случаях, когда возникают непредвиденные обстоятельства либо необходимо закончить работу в сжатые сроки.

Возвращаясь к инженерам, в частности к тем, которые используют компьютерное моделирования для эффективного усовершенствования турбомашин, можно отметить, что эта деятельность имеет много общего с работой в моей мастерской. В настоящее время разработчики турбомашин находятся под давлением разнообразных факторов, при этом они должны выпускать продукцию с высокими рабочими характеристиками и за короткое время.  Разработку турбомашин усложняют противоречащие друг другу требования высокой производительности, низкой стоимости, широты модификаций, низкого уровня выбросов, устойчивости к высоким температурам, высокого ресурса, низкого веса, быстрой поставки, небольших размеров и прочие. Чтобы обоснованно рассчитывать на успех, инженерам необходимо предоставить лучший набор доступных программных средств высокого качества.

ANSYS стремится облегчить работу инженеров, находящихся в сложном положении. Мы предоставляем самый широкий спектр решателей для высокоточного моделирования разнообразных физических процессов, дополненных полноценным набором модулей пре- и постобработки для создания геометрии, сетки, настройки модели, оптимизации, визуализации и прочих операций. Мы постоянно совершенствуем инструменты, расширяя их возможности и повышая их эффективность, о чем свидетельствует беспрецедентное количество обновлений, которые содержит последняя версия программы ANSYS 17.0.

Многие наши модули имеют общее назначение и могут применятся для широкого спектра задач. Разработчики турбомашин, несомненно, могут воспользоваться преимуществами этих продуктов. Но мы также предоставляем целый ряд специализированных инструментов, направленных на удовлетворение специфических потребностей турбомашиностроения. Геометрический модуль ANSYS BladeModeler и сеточный генератор ANSYS TurboGrid – примеры таких инструментов. В некоторых случаях целесообразно сотрудничать с другими компаниями, имеющими специализированный опыт и знания. Например, совместно с компанией PCA Engineers мы разработали быстрый решатель для анализа потоков жидкости и газа  в плоской постановке ANSYS Vista TF.

Другой способ обеспечения специальных возможностей – сделать наши разработки доступными для связи со сторонними приложениями, например через ANSYS ACT. Недавно компания Advanced Design Technology (ADT) из Лондона (Великобритания) связала свое программное обеспечение TURBOdesign1 (TD1) с программой ANSYS Workbench. TD1 представляет собой программу, реализующую обратный метод проектирования турбомашин в трёхмерной постановке без учета вязкости. Прямой и обратный методы – это два подхода, используемых в расчёте аэродинамики турбомашин. В рамках прямого метода, сначала определяется геометрия, а затем используется CFD для определения её характеристик. В обратном методе вместо имеющейся геометрии, сначала определяются свойства или параметры продукта. Каждый подход имеет свои достоинства. Нашей задачей является создание базовых средств и инструментов, чтобы каждый инженер мог решить, какой метод использовать: прямой, обратный или оба метода в какой-то комбинации.

Вкратце, методика TD1 заключается в том, что сначала задаётся ряд параметров, одним из наиболее важных является параметр нагрузки на лопатку. По сути, эта величина определяет перепад давлений на лопатке. Задаются направления потоков на входной и выходной поверхностях лопатки. Также задаются другие параметры, определяющие поток по длине лопатки (что влияет на окончательную форму срединной линии), диапазон изменения радиальной скорости на выходе и угла направления лопатки, степень равномерности радиальной скорости у основания лопатки и прочее. Эти параметры наряду с другими основными данными, такими как начальный профиль лопатки, передаются в решатель, на выходе которого получается геометрия лопатки и её оценочные характеристики.

Включение TD1 в ANSYS Workbench имеет ряд преимуществ. Первое – автоматизация процесса. Второе – возможность выполнения расчета многоступенчатых машин. Третье – выход на высокоточные гидродинамические решатели ANSYS и связанные с ними инструменты. Инженеры получили доступ к целому ряду связанных программных средств, которые повышают производительность моделирования. Компания ADT представила TURBOdesignWB (TDWB) – инструмент, который упрощает процесс интеграции. Он автоматизирует настройки рабочего процесса в рамках расчетной платформы Workbench и обеспечивает передачу данных в TurboGrid и ANSYS CFX. Естественным результатом такой интеграции стала возможность использования автоматизированных процессов, таких как разработка методом проб и ошибок и многопараметрическая оптимизация.

Выше представлено лишь короткое описание возможностей и преимуществ,  которые обеспечиваются объединением инструментов ADT и ANSYS. Больше информации вы можете найти в материалах вебинара, который состоялся 1-го апреля.

Источник: http://www.ansys-blog.com/speed-turbomachinery-design/
Автор:   Brad Hutchinson