标签： 涡轮设计

NUMECA FINE破解版是一款专门用于设计涡轮的软件，为设计师提供了非常完美的涡轮增压环境。它具备很多自定义设置功能，常用于优化刀片设计或者优化叶轮，在稳定的涡轮机械仿真中建模。

软件介绍

FINE是最快的CFD套件，适用于从亚音速流向高音速流态的不可压缩和可压缩流体的旋转机械。支持所有类型的多级轴向，径向或混合流配置：压缩机，涡轮机，泵，风扇，螺旋桨或对转螺旋桨。从网格划分到结果可视化，FINE面向应用程序的图形用户界面非常直观，可实现快速的项目设置和分析。

主要功能

1、向导模式：基于配置的最佳网格拓扑

2、先进的几何特征：叶片圆角，冷却系统，轴对称和非轴对称效应

3、先进的配置：多级，灯泡，无罩和旁路

4、轴对称效应的自动阻挡和网格划分

5、Python脚本技术

6、多项目和多视图图形用户界面

7、特定的涡轮机械可视化模式

8、Python脚本技术

9、超级计算机上的交叉高性能计算(HPC)，可在多达5,000至10,000个内核上实现线性加速

10、具有模态和颤振分析模块的嵌入式流体结构相互作用(FSI)

11、不确定性量化模块， 用于研究几何或操作不确定性方面的变异性

12、自动创建性能曲线

13、多网格融合加速

14、完整的非匹配边界功能

软件特色

1、非线性谐波

非线性谐波(NLH)模块可 用于完全不稳定的转子-定子相互作用仿真，CPU时间增益为1-3个数量级。

2、可靠性

考虑到实际操作条件和制造公差，并使用“ 不确定性量化”模块提高CFD仿真的可靠性 。

3、HPC性能

借助CPU和GPU上的HPC性能，使仿真运行更快(单个GPU卡的系数为2到2.5)。

NUMECA FINE使用方法

刀片设计优化

FINE/ Design3D用于优化预先设计有FINE / Agile的离心式压缩机叶轮的空气动力学性能。

叶片的数量和形状会自动变化，以最大程度地提高总效率。

优化设置定义

500k细胞–混合平面​​– CPU Booster

CPU时间= 0.6 CPU.h / MPts

周转时间= 4分钟-4核

限制条件：

质量流量下限

TT效率下限

22个参数：

轮毂曲线x8

贝塔角x6

刀片厚度x6

进气角θ1

刃数x1

实验人群设计

计算用于构建DoE的样本数量保持最小，每个自由参数运行一次CFD。在标准工作站(12核)上，完整的数据库计算所需的时间不超过半小时。先进的数据分析工具可以验证代理模型的准确性。

填写实验设计

仅22个样本(=参数的nb)

可以并行处理

周转时间=在44核上为8分钟(或在4核上为3小时20分钟)

评估替代模型的准确性：留一法

对于每个点，请与所有其他点建立一个替代模型，并将预测值与CFD运行中的准确值进行比较。

最佳搜索(顺序)

顺序搜索：最少运行次数即可达到最佳设计。

每个设计迭代有一名候选人

最佳设计93：

EFFTT = 0.8816

MF = 2.052千克/秒

PR = 1.179

搜索中有78个连续运行

CPU时间= 27.8 CPU.h

周转时间= 4核上为7小时

最佳搜索(并行)

并行搜索：一方面评估最优，另一方面则探索设计空间以最小化周转时间。

每个设计迭代三个候选

一方面评估最优，另一方面探索。

最佳设计137：

EFFTT = 0.8826

MF = 2.050千克/秒

PR = 1.179

搜索中运行128条

并行处理的3条

方差分析

哪些参数影响最大?

Beta角是最具影响力的参数

就影响力而言，刀片数排名第二

厚度几乎没有影响

优化结果

效率提升+ 1,8%