叶轮机械初始设计软件功能
AxSTREAM®
介绍
初始设计模块包括：
- 设计方案生成器，用于生成亚音速、跨音速和超音速流的多个流道几何形状（解），这些解满足用户定义的边界条件和给定约束条件下的几何参数，同时可以考虑实际流体特性（参见流体工具箱）;
- 设计空间浏览器能让用户查看生成的所有设计解的机器特性（几何形状、性能、流动工况）;
- 后设计工具，可以用来进一步优化选定的几何参数。
叶轮机械
图1 AxSTREAM® 初始设计模块参数输入界面
根据现有的授权，可以使用AxSTREAM®初始设计模块创建的机器包括：
- 轴流式透平
- 轴流式压缩机
- 轴流式泵
- 单级轴流式风机/鼓风机
- 多级轴流式风机
- 轴流式水轮机
- 单级径流式透平
- 多级向心式透平
- 多级离心式透平
- 径流式压缩机
- 径流式泵;
- 单级径流式风机/鼓风机
- 多级径流式风机
- 径流式水轮机
- 轴流-径流式透平
- 轴流-径流式压缩机/泵
- 混流（斜流）式压缩机
机器之间的统一界面能够让用户在有特定机器的背景知识的条件下，只需学习统一的操作方法即可。
AxSTREAM®可以设计具有特定机器特殊设计功能的单级、多级和多模块涡轮（参见下面蓝色框中的信息），以确保最大的灵活性以及优化的计算和后处理时间。
求解器、范围形式的数据输入和设计空间探索器
图2 AxSTREAM® 设计空间
反问题求解器允许在短时间内生成大量设计（每分钟创建多达成千上万个几何），并与优化器相结合以寻找能获得更高的性能的参数集，并确保选择的几何详细设计已经在一维级别进行了优化。
这是由于输入参数是作为范围而非固定值提供而实现的。 然后可以在设计空间浏览器工具中分析这些范围，从而帮助用户根据性能、大小、可制造性等搜索最佳值。
此外，用户可以用过滤器仅保留符合用户定义标准的几何形状，从而最终选择一种设计，例如，得到性能与尺寸的最佳折中设计。 甚至可以将设计空间导出为电子表格格式以进行其它后处理。
此外，初始设计默认设置能够帮助用户在设计过程的最初始阶段考虑例如围带、密封或间隙数据等从而尽可能接近最终几何形状。
附加：在设计和非设计工况下的结果验证和几何比较
图3 AxSTREAM® 初始设计模块界面
AxSTREAM®的初始设计模块还包括一个中线直接求解器，可在中线或流线计算授权后使用，并能在设计和非设计工况下验证每个设计点的几何的性能。 这使得在整个运行范围（例如，从喘振/失速到堵塞）以及运行范围本身（例如，喘振裕度比较）中性能的比较变得非常方便。 请注意，为了研究非设计工况，需要AxMAP的授权。
再设计任务的初始设计
AxSTREAM®初始设计模块不仅可以从头开始创建几何图形。 实际上，它们也可用于改造或优化某些现有机器。 这可以通过根据所需的重新设计/优化水平设置适当的参数来完成，并且可以在保持级数、轴向和径向尺寸、叶片高度等范围之间进行。
按机型分类的初始设计模块：
轴流式透平初始设计
AxSTREAM®轴流式透平初始设计软件模块可以处理用于单种流体或混合物的蒸汽、燃气、ORC和sCO 2透平， 可根据需要选择特征直径。
用户可以设计高压、中压和低压气缸的组合、带或不带任何预载的叶型（需要特殊的ATLAS叶型数据库授权）、柱状或扭曲叶片，同时可以仅根据初始边界条件和约束优化冲动/反动度。
轴流式泵初始设计
AxSTREAM®轴流泵初始设计软件模块可以进行用于任何不可压缩流体（单种流体或混合物）的、任意数量轴向级的泵的概念设计。 可以创建IGV（进口导叶）和OGV（出口导叶），并且可以根据需要选择流道比直径。
轴流式压缩机初始设计模块
AxSTREAM®轴流式压缩机初始设计软件模块可以进行用于任何可压缩流体（单种流体或混合物）的、任意数量轴向级的压缩机的概念设计。 可以创建IGV（进口导叶）和OGV（出口导叶），并且可以根据需要选择流道比直径。
轴流式风机初始设计模块
AxSTREAM®轴流式风机初始设计软件模块可以进行用于任何可压缩流体（单种流体或混合物）的单级轴流式风机的概念设计。 可根据需要选择流道比直径。
离心式压缩机初始设计模块
AxSTREAM®离心式压缩机初始设计软件模块可以进行用于任何可压缩流体（单种流体或混合物）的单级离心式压缩机的概念设计。 叶轮可以是轴向 – 径向、径向或斜向的，扩压器可以是有叶片或无叶片的，并且也可以设计蜗壳， 创建长短叶片。
离心式泵初始设计模块
AxSTREAM®离心式泵初始设计软件模块可以进行用于任何不可压缩流体（单种流体或混合物）的单级离心式泵的概念设计。 叶轮可以是轴向 – 径向、径向或斜向的，扩压器可以是有叶片或无叶片的，并且也可以设计蜗壳， 创建长短叶片。
离心式风机初始设计模块
AxSTREAM®离心风式机初始设计软件模块可以进行用于任何可压缩流体（单种流体或混合物）的单级离心式风机的概念设计。 叶轮可以是轴向 – 径向、径向或斜向的，扩压器可以是有叶片或无叶片的，并且也可以设计蜗壳， 创建长短叶片。
整体齿轮式压缩机初始设计模块
AxSTREAM®整体齿轮式离心压缩机初始设计软件模块可以进行用于任何可压缩流体（单种流体或混合物）的多级多轴离心式压缩机的概念设计。叶轮可以是轴向 – 径向、径向或斜向的，扩压器可以是有叶片或无叶片的，并且也可以设计蜗壳， 创建长短叶片。
混流式压缩机初始设计模块
AxSTREAM®混流式压缩机初始设计软件模块可以进行用于任何可压缩流体（单种流体或混合物）的、轴向和离心级组合的压缩机的概念设计。 叶轮可以是轴向 – 径向、径向或斜向的，扩压器可以是有叶片或无叶片的，并且也可以设计蜗壳， 创建分长短叶片，使用IGV（入口导叶）。
混流式透平初始设计模块
径流和轴流级可以单独设计或一起设计，以寻找压比、转速等的最有效分布，同时考虑用于任何可压缩流体的整体机器的尺寸。 可以设计带有和不带入口蜗壳（可提供不同蜗壳类型）和喷嘴。
多级离心式压缩机初始设计模块
AxSTREAM®多级离心式压缩机初始设计软件模块可以对用于任何可压缩流体（单种流体或混合物）多级离心式压缩机进行概念设计。 叶轮可以是轴向 – 径向、径向或斜向的，扩压器可以是有叶片或无叶片的，并且也可以设计蜗壳， 创建长短叶片，使用IGV（入口导叶）。
多级离心式泵初始设计模块
AxSTREAM®多级离心式泵初始设计软件模块可以对用于任何不可压缩流体（单种流体或混合物）多级离心式泵进行概念设计。叶轮可以是轴向 – 径向、径向或斜向的，扩散器可以是有叶片或无叶片的，并且也可以设计蜗壳， 创建长短叶片，使用IGV（入口导叶）。
径流式透平初始设计模块
可以设计带有和不带入口蜗壳（可提供不同的蜗壳类型）和喷嘴的径向结构，针对任何可压缩流体用户可以选择设计叶轮的入口叶片角或入射角。