За последние время в блоге ANSYS было опубликовано много статей, а также был проведен ряд вебинаров, описывающих улучшения, которые привнесла в анализ турбомашин версия ANSYS 17.0. Далее я дам свою оценку этих событий и представлю краткое описание десяти (из множества имеющихся) наиболее полезных нововведений:

1. Направленность на высокопроизводительные вычисления (НРС) способствует значительному ускорению расчета и обеспечивает возможность работы с моделями большего размера как в задачах механики, так и вычислительной гидродинамики (CFD).

2. Появилась новая модель радиального подшипника скольжения, что обеспечивает адекватное задание важных параметров жесткости и демпфирования для расчёта динамики вращающихся машин.

3. Моделирование задач механики разрушения стало быстрее и удобнее за счёт возможности произвольного задания формы трещины и улучшений в пост-процессинге.

Производительность инженерного труда – ключевой фактор в разработке передового продукта и быстрого выведения его на рынок. В статье, опубликованной 5-го февраля, и в материала вебинара, состоявшегося 22-го февраля, было рассмотрен ряд важнейших улучшений, которые обеспечивают эффективность и производительность моделирования.

4. Высокоточные расчёты задач аэроупругости стали проще и быстрее. Расчёты флаттера и вынужденных колебаний сильно выиграли от изменений в интерфейсах модулей, улучшений в передаче данных и ускорений в работе решателей.

Ввиду новых требований по улучшению характеристик и повышению надежности турбомашин, возросла потребность в моделировании переходных процессов. Методы решения нестационарных задач для лопаточных машин сильно развились за последние несколько версий ANSYS, и теперь они позволяют лучше предсказывать поведение конструкции на нерасчётных режимах и реалистично моделировать нестационарные эффекты. Объединение этих инструментов с ANSYS Mechanical формирует непревзойденное высокоточное средство моделирования задач аэроупругости. Эта тема была раскрыта в статье , опубликованной 19-го февраля, а также на вебинаре, прошедшем 4-го марта.

5. Работа с геометрией стала быстрее и удобнее. ANSYS SpaceClaim упростил создание CAD-поверхностей по полученным сканированием сеточным моделям. Новые инструменты в этой области позволяют осуществлять интерактивную привязку поверхностей к сеточным моделям.

6. ANSYS TurboGrid предлагает улучшенное управление сеткой на поверхностях объектов для лучшего моделирования пограничного слоя, а также повышенное качество сетки в углах геометрии, что особенно важно для лопаточных машин.

В ноябре 2015 года мы организовали вебинар от нашего гостя, одного из ведущих производителей насосов в мире, – компании Grundfos. Среди различных тем был освещён вопрос о преимуществах использования автоматизированных систем проектирования. Отрасль создания насосной техники развивается в рамках определённых требований и условий, в числе которых имеются законодательные ограничения, устанавливающие показатели эффективности для насосов. Такие законодательные нормы были впервые введены в Европе, а в этом году свои собственные стандарты были установлены и Министерством энергетики США.  В нашей  статье  от 26-го февраля и в материалах вебинара  от 11-го марта мы провели обзор широкого диапазона инструментов и методов, доступных на сегодняшний момент для инженеров, разрабатывающих насосную технику.

Эффективное и высокоточное моделирование требует основательной технической платформы, и мы постоянно инвестируем в развитие ключевых технологий ANSYS. На вебинаре, который состоялся 17-го марта, мы осветили наши нововведения в трех технологиях гидрогазодинамики, которые являются основополагающими для турбомашиностроения: моделирование турбулентности, нестационарных процессов в лопаточных машинах и моделирование горения.

7. Всемирно известный специалист в области моделирования турбулентности Florian Menter улучшил лидирующую в отрасли используемую в ANSYS модель турбулентности, основанную на перемежаемости. При этом количество разрешающих уравнений переноса было сокращено с двух до одного. Точность вычислений осталось той же, однако возросли скорость и стабильность сходимости расчета.

8. Методы решения нестационарных задач для лопаточных машин (Transient Blade Row) были существенно расширены для различных типов расчётов расчётов. Так, преобразование времени (Time Transformation) и преобразование Фурье (Fourier Transformation) теперь можно применять для расчёта многоступенчатых машин. Преобразование Фурье также стало доступным для нестационарных ассиметричных задач, многочастотных (multi-frequency) расчётов и расчётов при множественных случаях внешнего возмущения (multi-disturbance).

9. Анализ процессов горения был усовершенствован в области моделей, разрешающих масштаб турбулентности.

ANSYS открыл свою платформу для облегчения взаимодействия сторонних расширений и собственных инструментов программы ANSYS. ANSYS ACT – один из инструментов, которые позволяют разрабатывать эффективные системы проектирования и рабочие процессы под индивидуальные запросы. Недавно компания Advanced Design Technology (ADT) из Лондона (Великобритания) связала свое программное обеспечение TURBOdesign1 (TD1), реализующее обратный метод проектирования, с ANSYS Workbench через пользовательский модуль TURBOdesignWB. Наша статья, опубликованная 11-го марта, и вебинар, прошедший первого апреля, описывают преимущества прямого и обратного методов проектирования.

10. Улучшения в области расчёта методом проб и ошибок (Design of Experiment) и алгоритмов оптимизации позволили ускорить этап доработки продукта. Возможность использования сторонних расширений, реализующих обратный метод проектирования, предоставляет пользователям широкий выбор методик проектирования и обеспечивает высокую эффективность работы.

В изложенном материале не раскрыта одна важная тема – ANSYS AIM, относительно новый программный продукт. Хотя программе ANSYS AIM пока не хватает специфических инструментов для турбомашиностроения, она содержит ряд важных особенностей, которые делают ее ценной для проектирования турбомашин среди других программ. Первым и основным фактором является простота использования, которая обеспечивается единой многодисциплинарной пользовательской средой. AIM позаимствовал лучший многодисциплинарный решатель от флагманских продуктов ANSYS, а также получил дополнительные возможности. Например, CFD-решатель обладает уникальными возможностями для работы с различными расчётными областями. Это позволяет полностью управлять типом расчёта в различных областях: например, одна область может иметь ламинарное течение, другая – турбулентное; одна – сжимаемая, другая – несжимаемая; одна – изотермическая, другая – с учётом тепловых эффектов и так далее. Возможности ANSYS AIM растут быстрыми темпами, программа получает положительные отзывы, особенно от инженеров, сильно ограниченных во времени, которые высоко ценят простоту изучения и использования ANSYS AIM.

Вышеизложенный обзор со ссылками даёт неплохое понимание того, что нового и актуального содержит ANSYS 17.0 для моделирования турбомашин. Также информация по поводу улучшения и ускорения разработки турбомашин с помощью ANSYS содержится в материалах нашего вебинара от 8 апреля.

Источник: http://www.ansys-blog.com/ansys-17-0-for-turbomachinery-simulation/
Автор:  Brad Hutchinson