터보기계
Turbomachinery covers rotating blades in several critical components across the engineering world, such as airplane turbines and cooling fans
Today, simulation tools are heavily used to investigate many aspects of Turbomachinery design and performance. The use of these tools has aided companies in a greater understanding of the operating performance of their products, how to improve reliability, reducing design cycle times and costs.
  • A Volume Rendering of the fluid flow of a rotating Pelton water turbine.
  • STAR-CCM+ can be used to design and gain a better understanding of the operating performance of turbomachinery. Shown here is a polyhedral mesh on a turbo-compressor.

오늘날, 시뮬레이션 도구는 터보기계 디자인 및 성능 상의 여러가지 측면을 연구하는데 많이 사용됩니다. 이러한 도구의 사용은 회사가 그들 제품의 운전 성능을 더 잘 이해하도록 하고, 신뢰성을 개선하고 설계 사이클과 비용을 줄이는데 도움을 주었습니다.

CD-adapco 의 시뮬레이션 솔루션은 Lockheed Martin, NASA, GE, Liebherr, Rolls Royce, Voith, Siemens, Solar Turbines, Vestas 등과 같이 앞서가는 터보기계 및 동력발생장치 회사들의 모델링 업무에 관여해 온 긴 역사를 가지고 있습니다.

고객들은 CD-adapco의 제품들이 정확한 시뮬레이션 결과를 주고 공학적인 통찰이 가능하게 하며, 블레이드 냉각과 열전달, 토크 컨버터, 터보 과급기, 터빈, 압축기, 팬과 펌프, 노즐, 공동(Cavity), 덕트 및 나셀(Nacelles)을 포함하는 산업의 여러 분야에서의 생산성을 개선할 정도로 대단히 유연하다는 것을 알게 되었습니다. 제품들에는 팁 간극(Tip-clearance Gap)을 포함하는 하나 또는 여러 열의 축방향 및 반경방향(Radial) 기계를 위한 템플릿 메셔(Mesher), 형상(Geometry) 수정과 복잡한 형상의 메쉬 작업을 위한 자동화 도구, 정상 및 과도 상태 해석을 위한 고급 솔버(Solver) 방법론이 포함되어 있습니다.

일반적으로 터보기계는 고정자와 회전자의 피치가 다른 다단계 장치이고 사실상 대부분이 비정상 유동입니다. 이러한 유형의 응용분야에 대해 정상 상태와 과도 상태 중 어떤 해석 방법을 적용할 지는 계산비용, 정확도 및 효율성 사이에 적절한 균형 유지 여부에 달려있습니다. STAR-CCM+의 비선형 조화 균형법(Nonlinear Harmonic Balance Method)은 전적으로 새로운 전산학적 접근방법으로 특히 주기적 유동에 대해서는 양쪽 해석법의 최고 장점만 살릴 수 있습니다.

STAR-CCM+의 조화균형법은 내비어-스톡스 방정식의 주파수 도메인을 완전히 분해하는데, 비정상, 과도 유동은 푸리에 급수의 시간항으로서 주파수 도메인에 나타납니다 모멘텀, 에너지, 난류 등에 대한 모든 수송 방정식은 기본 구동 모드인 블레이드 통과 주파수 또는 반복 반류(Wake) 모드를 기준으로 주파수 도메인으로 분해됩니다.

푸리에 계수를 얻기 위해, 단일 비정상 주기에서 불연속 시간 수준의 비정상 해를 나타내는 정상 상태 방정식을 풉니다. 필요한 시간 수준 수는 문제에 포함된 모드 수에 달려있고 모든 시간 수준에서의 정상 상태 해는 주기적 경계 조건에서 물리적 시간 미분에 의해 암시적으로 연계됩니다. 그런 다음 선형계는 근사 인수 분해가 되어, 시간 수준들이 서로 암시적으로 연계됩니다.

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