混流式压缩机设计软件 – AxSTREAM®平台概述

用于多学科涡轮机械设计，分析和优化软件工具的AxSTREAM®平台为径向 – 轴向（混流）涡轮机的完整流路设计过程提供了完全集成和简化的解决方案。

从初步设计开始（仅从几个简单参数（例如几何约束，入口/出口边界条件）定义基本机器性能），AxSTREAM®通过1D逆任务求解器优化器进行，继续使用meanline（1D）和轴对称（2D） ）分析，仿形和3D叶片设计，用于结构计算的三维有限元分析（FEA），二次气流液压和热计算，转子设计，轴承分析，转子动力学和三维CFD计算。

径向 – 轴流式涡轮机设计项目完成后，AxSTREAM®可轻松将叶片几何形状及其附件（根，盘，线，轮和护罩）导出为最常见的文件格式，从而允许用户链接其现有功能进一步分析或创建制造图纸。

用户可以使用AxSTREAM®解决的任务包括：

• 从头开始设计新的径向轴流式涡轮机
• 分析现有的混流式涡轮机及其在设计和非设计条件下的性能
• 重新设计，优化，重新定位和升级现有的径向和轴向涡轮机/组件
• 反向工程径向轴涡轮设计
• 对现有硬件中的效率/可靠性问题进行故障排除和纠正

作为完全集成的涡轮机设计软件平台，AxSTREAM®平台为用户提供全系列的轴向和径向涡轮设计软件解决方案，无论可压缩或不可压缩的工作流体（蒸汽，气体，混合物，有机流体，制冷剂，sCO ₂ ，燃烧产品等，涵盖任何数量的阶段和模块的所有关键设计阶段。

可以从几个标准的流路元件（如Mitrohin-Stepanov，Craig-Cox或Kacker-Okapuu）中独立选择轮廓，二次，瞬态和泄漏损失的损耗模型，从一些基于SoftInWay Inc经验甚至校正的流量元件中选择根据用户的需要定制。

混流式汽轮机初步设计软件

混流式涡轮机初步设计程序用于在几秒钟内从一组边界条件，几何参数和约束条件下创建数千个机器流路设计，以设计径向涡轮机级，随后是任意数量的轴向涡轮机级。

AxSTREAM®可以设计混流式涡轮机，有或没有任何预加载的型材（使用特定型材从头开始设计机器所需的特殊ATLAS型材数据库许可证），棱柱形（圆柱形）或扭曲叶片，多次提取/注射，相互之间适用于任何级数和模块的级热交换器，脉冲和反应设计等。

Design Space Explorer允许用户探索使用Solution Generator生成的一组径向和轴向涡轮级设计解决方案点。 这使用户可以通过指定不同类型的机器约束和限制来选择适当的解决方案。

后设计模块为用户提供了使用样条调整莫里尔或机器端壁轮廓上的几何参数，压力和热降分布的功能，同时保留了所需的边界条件。 S1 / S2流路调整选项使用户能够基于轮廓弦和相对俯仰的变化来优化单独的部件以实现效率和/或结构约束。 还可以优化反应量以确保机器在非常稠密的流体下的结构完整性。

混流式涡轮平均线和流线型求解器软件e

Streamline求解器模块允许执行涡轮机的平均线（1D）或轴对称（2D）计算，以确定一组给定边界条件下的运动学，热力学和损耗参数以及泄漏和二次空气流的流向和翼展方向分布。

混流式汽轮机DOE和优化软件

AxSTREAM®完全能够进行混流式涡轮机优化计算，包括在轴向和径向部件上使用AxPLAN模块中的DOE方法（实验设计）。

该模块使用前面提到的meanline和streamline求解器通过执行各种任务来优化给定的几何。 可以在数百个可用的输入和输出参数的任意组合中运行此实验计划选项。

混流式涡轮机性能图软件

这个名为AxMAP的AxSTREAM®模块也使用了平均线和流线解算器，但在本例中，它们用于自动生成任意数量变量的性能图; 这包括例如效率对转速和压力比的依赖性，喉部和间隙随时间的退化对机器性能的影响等。

除了地图和AxSTREAM®项目结果外，还可以存储实验结果以进行比较。

混流式涡轮分析仪和叶片设计软件

对于混流式涡轮机，AxSTREAM®中的叶片轮廓分别针对轴向和径向部件进行。 两者都用于使用各种几何工具和交互式图表创建和编辑3D翼型，使用户可以轻松配置涡轮叶片。

AxSTREAM®的轴向轮廓仪和叶片设计软件模块包括多种优化方法和一种潜在的流量求解器，可自动计算沿轴向涡轮机轮廓轮廓的多个参数的分布。 该模块可用于3D刀片设计，成型和堆叠（倾斜，扫描等）。甚至可以将配置文件存储到ATLAS配置文件数据库/从ATLAS配置文件数据库导入，以用于不同的部分，刀片甚至项目。

AxSTREAM®的径向轮廓仪和刀片设计软件模块允许设计人员通过曲率监控独立控制径向叶片不同部分的β，θ和厚度分布。 甚至可以创建前向和后向扫描。 根据需要，3D刀片，规则表面刀片和棱柱刀片可以切割前缘和后缘，圆形或椭圆形。

最终几何图形可以3D格式导出为多种CAD，CAE格式。

混流式汽轮机有限元分析软件（FEA）

一旦完成涡轮机叶片的空气动力学形状，AxSTREAM®内部的AxSTRESS模块可用于执行快速3D结构，模态和谐波分析以及叶片及其附件（车轮，磁盘，等等）的Campbell和干涉（SAFE）图表。根，护罩，电线）使用有限元分析（FEA）方法的轴向和径向组件。还可以执行热到冷和冷到热的计算。

混合流涡轮机边界条件自动从相应的AxSTREAM®项目中获取，以优化气动 – 机械迭代过程。 可以将刀片附件添加到3D刀片中，从而提供分析完整3D模型的机会，而无需离开AxSTREAM®。 模块内部包含一个自动网格生成器，可以在几何体的每个部分中细化单元格。

后处理功能非常广泛，允许在叶片表面和叶片内部的任何计算模式下检查不同方向上的应力和位移值。

成功分析后，可以导出刀片及其附件，以进行额外的后处理和制造图纸创建。

混流式涡轮计算流体动力学软件（CFD）

AxSTREAM®的计算流体动力学（CFD）软件AxCFD可用于混流式涡轮机叶片到叶片通道的三维流动分析，适用于任何给定流体，亚音速，跨音速和超音速流动，使用全3D CFD配方（Navier-Stokes，粘性与各种湍流模型（标准ke，ke RNG，kw，kw SST模型））。 来自当前AxSTREAM®项目的所有数据均由AxCFD自动传输和使用，以节省预处理阶段的大量时间，同时防止人为错误。

可以在多个位置控制网格质量，以确保自动嵌入式网格生成器为单个行，阶段或整个混流式涡轮机产生高质量的叶片通道分段。

可以针对整个域中的给定翼展方向部分或针对完整3D几何体运行计算。

混流式涡轮转子设计软件

为了通过转子动力学一直增强涡轮机械设计过程，可以使用转子设计模块。

它允许打开AxSTREAM®项目以自动导入其包含的流路径。 然后可以从AxSTRESS FEA工具中导入刀片附件，在这些工具中，可以为给定的材料生成转子（轴）几何形状，同时考虑结构约束。

然后，可以在AxSTREAM®RotorDynamics工具中自动识别最终的轴几何形状及其相应的材料，以及作为质量惯性元件导入的叶片及其附件。

混流式汽轮机轴承分析软件

AxSTREAM®的轴承软件允许用户分析不同配置的轴承的详细模型。

可以执行稳态，瞬态和地图分析以精确计算轴承不同的流体动力学和机械特性。 该软件具有灵活的几何配置器，可以模拟口袋，凸起，供油通道等功能。

可以针对一个或多个转速计算静态平衡和轴承流体动力学特性，包括执行转子动态计算所需的一切，并且可以推断出操作稳定性。

计算项目的输出允许自动识别AxSTREAM®RotorDynamics中的阻尼和刚度系数。

混流式涡轮转子动力学软件

AxSTREAM®RotorDynamics软件可对径向和轴向涡轮转子（蒸汽，气体等）以及离心式和轴流式压缩机转子，涡轮增压器系列，发电机，电动机等进行振动分析（横向和扭转）。

这种多功能软件可以执行多种类型的分析，包括静态转子偏转，横向临界速度计算，临界速度图，阻尼不平衡响应，列车扭转模态和瞬态，以及稳定性计算。

混流式涡轮冷却流和二次系统软件

使用AxSTREAM®NET可以轻松分析混流式涡轮冷却流和二次流。 用户可以受益于任何流体路径和实体结构的灵活建模和表示，作为一组1D元件，无论最终叶片几何形状是已知的还是未知的，都可以连接以形成热流体网络。

AxSTREAM®NET甚至可用于模拟整个燃气轮机的整个热流体网络，包括压缩机，萃取，注射等，用于可压缩和不可压缩的纯流体和混合物。

混流式汽轮机几何逆向工程软件

AxSTREAM®的混流式涡轮机逆向工程模块AxSLICE用于从STL，IGES或CURVE格式的轴向或径向叶片的3D模型中提取轮廓几何形状，作为CAD文件，通过3D获得表面或云点激光扫描。

可以立即将已识别的属性加载到AxSTREAM®混流式涡轮机项目中，使用平均线求解器（1D），流线求解器（2D）或其他方法计算其在设计点和非设计条件下的性能，运动和热力学参数和损耗。 AxCFD（3D）。 此外，还可以执行对已识别几何体的应力计算以及重新计算，升级，优化等。