一、渦輪機械流量系數(shù)介紹

船舶或飛機推進的機制是什么？蒸汽輪機或燃氣輪機如何工作？通過對渦輪機械一詞的理解，可以找到這些問題的答案。渦輪機械是指確保在流體和轉(zhuǎn)子之間持續(xù)傳遞能量的機器。這包括將流體能轉(zhuǎn)換為機械能的渦輪機，以及具有相反功能的壓縮機。

渦輪機械是指確保在流體和轉(zhuǎn)子之間持續(xù)傳遞能量的機器。這包括將流體能轉(zhuǎn)換為機械能的渦輪機，以及具有相反功能的壓縮機。?

根據(jù)這個定義，可以推斷出渦輪機械的性能在很大程度上取決于流體特性、機器的幾何形狀和操作條件。這些因素的評估對于渦輪機械流量系數(shù)的計算是必不可少的，它是優(yōu)化設計以最大化渦輪機械效率的重要參數(shù)。

渦輪機械流量系數(shù)

渦輪機流量系數(shù)或流量系數(shù)只是表示渦輪機效率的參數(shù)，即組件將流體能量傳遞到旋轉(zhuǎn)軸的能力，反之亦然。它是一個無量綱參數(shù)，可以在數(shù)學上表示為：

Ф為透平機械流量系數(shù)；m是質(zhì)量流量；ρ是流體的密度；A為流道面積；U為轉(zhuǎn)速，即U=轉(zhuǎn)速x半徑。

然而，當我們考慮帶有流體入口和出口系統(tǒng)的渦輪機時，重要的是要考慮速度和壓差等因素。質(zhì)量流量可以計算為：

將流體從入口移動到出口所需的功率為：

P = 功率；η = 機器效率；?p = 壓差 = 入口壓力 - 出口壓力。

考慮到整個機器的流體速度均勻，出口處的動能可以計算為：

渦輪機流量系數(shù)可以計算為：

這個等式可以進一步闡述為：

上述等式是評估渦輪機械（例如渦輪機、壓縮機或泵）性能的主要公式。處理給定壓差的大質(zhì)量流量的能力表明效率高，反之亦然。

通過渦輪機械設計優(yōu)化提高效率

提高機器效率的第一步是了解影響渦輪機械流量系數(shù)的因素。

借助計算流體動力學?(CFD)，可以簡化渦輪機械內(nèi)流動行為的分析。CFD仿真有助于流場的可視化，并提供對速度梯度、壓力分布、流動模式等參數(shù)的詳細了解。這些參數(shù)的數(shù)值評估是分析渦輪機性能和確定設計優(yōu)化機會以提高效率的關鍵。?

使用CFD仿真計算渦輪機械流量系數(shù)

對于渦輪機械的CFD模擬，首先定義幾何形狀和邊界條件，并將流體流動域離散化為有限數(shù)量的元素。在這里，求解與流體運動相關的Navier-Stokes方程。然后可以使用質(zhì)量流量、密度、壓差和橫截面積等參數(shù)獲得的結(jié)果來計算渦輪機流量系數(shù)。?

二、旋轉(zhuǎn)機械設計仿真解決方案系列研討會

技術鄰CFD研學季活動持續(xù)進行中，本次研學季，技術鄰也組織了很多不同方向的CFD相關研討會方便大家一起學習探討。

目前《旋轉(zhuǎn)機械設計仿真解決方案系列研討會》正在持續(xù)進行中，本次旋轉(zhuǎn)機械系列研討會將圍繞葉輪機械設計與優(yōu)化、渦輪增壓器設計與優(yōu)化、下旋轉(zhuǎn)螺旋槳計算、旋轉(zhuǎn)機械氣動噪聲設計等相關內(nèi)容展開，感興趣的朋友們不要錯過~

研討會主題一

基于STAR-CCM+的旋轉(zhuǎn)機械計算流程講解演示——以自由液面下旋轉(zhuǎn)螺旋槳數(shù)值計算為例講師：段老師技術鄰優(yōu)秀講師，大連理工大學博士，研究方向：多相流體動力學、波物耦合響應。時間：5月11日（已結(jié)束）研討會內(nèi)容：

以STAR-CCM+計算流體力學軟件為工具，對自由液面下的螺旋槳旋轉(zhuǎn)過程進行數(shù)值模擬，研究螺旋槳水動力性能情況以及自由液面演化問題，期間涉及數(shù)值造流，多相流體建模，滑移網(wǎng)格技術，旋轉(zhuǎn)機械模擬，場函數(shù)計算設置等內(nèi)容。

研討會主題二

Cadence Fidelity一站式葉輪機械設計與優(yōu)化方案

講師：吳昌 博士

Cadence CFD 應用工程師，動力機械及工程專業(yè)，從2013年開始一直致力于CFD的應用與二次開發(fā)等工作，具有豐富的工程項目經(jīng)驗。多次主導葉輪機械氣動，傳熱與噪聲優(yōu)化項目。

時間：5月18日（已結(jié)束）

研討會內(nèi)容：

葉輪機械的優(yōu)化設計需要3D造型，網(wǎng)格構(gòu)建及性能評估等多次迭代，如何構(gòu)建全自動化流程及減少人工干預，答案就在本期“Fidelity一站式葉輪機械優(yōu)化設計流程介紹”。本次直播將介紹Fidelity氣動設計與優(yōu)化的一站式無縫鏈式解決方案，包括：葉片初始設計、詳細設計、3D建模與逆向、CFD前處理與計算、多目標優(yōu)化等。

葉輪機械的設計和優(yōu)化對于提高機械效率、降低能耗、延長機械壽命具有重要意義。Cadence推出新一代葉輪機械設計與優(yōu)化平臺Fidelity，F(xiàn)idelity能夠提供氣動設計與優(yōu)化的一站式無縫鏈式解決方案，包括：葉片初始設計、詳細設計、3D建模與逆向、CFD前處理與計算、多目標優(yōu)化等。該平臺具有豐富的葉輪機械模板，能夠自動化生成葉輪機械結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，其基于NLH的非穩(wěn)態(tài)算法比常規(guī)計算方法快2個數(shù)量級以上。本次直播主要介紹基于Fidelity的葉輪機械設計與優(yōu)化流程。

研討會主題三

Fluent旋轉(zhuǎn)機械氣動與噪聲設計應用——氣動噪聲分析設計流程

講師：楊仿君

技術鄰優(yōu)秀講師，6年流體從業(yè)經(jīng)驗，擅長流體基礎流動、換熱、旋轉(zhuǎn)機械、多相流、組分輸運、動網(wǎng)格和UDF等方向。

時間：6月20日 19:30

研討會內(nèi)容：

本次研討會從風扇氣動噪聲的產(chǎn)生機理入手,對風扇的氣動噪聲進行仿真預測方法的研究。試驗證明,該方法可用于工程中對風扇噪聲性能的初步預測,為風扇噪聲的控制和優(yōu)化選型提供了有效的評估依據(jù)。

（1）fluent旋轉(zhuǎn)機械仿真基本通用流程

（2）氣動噪聲計算流程

研討會主題四

Cadence Fidelity 葉輪機械設計與優(yōu)化系列專題?——基于混合網(wǎng)格的渦輪增壓器CFD仿真

講師：吳昌 博士

Cadence CFD 應用工程師，動力機械及工程專業(yè)，從2013年開始一直致力于CFD的應用與二次開發(fā)等工作，具有豐富的工程項目經(jīng)驗。多次主導葉輪機械氣動，傳熱與噪聲優(yōu)化項目。

時間：6月27日 19:30

研討會內(nèi)容：

旋轉(zhuǎn)機械的CFD模擬需要設置旋轉(zhuǎn)和靜止兩個計算域。構(gòu)建旋轉(zhuǎn)區(qū)域和靜止區(qū)域的網(wǎng)格并建立兩個區(qū)域的數(shù)據(jù)傳遞關系是旋轉(zhuǎn)機械CFD關注的最重要的主題。如何采用更專業(yè)的葉輪機械CFD工具建立高質(zhì)量的葉片流道和蝸殼網(wǎng)格并建立動靜部件的關聯(lián)，進而執(zhí)行高精度快速求解，答案就在本期的“基于混合網(wǎng)格的渦輪增壓器CFD仿真”網(wǎng)絡研討會。本次直播將詳細介紹基于Fidelity CFD的葉輪機械模擬實現(xiàn)方法。

研討會福利

1.每場研討會中都將會抽取3位友友送50元的CFD研學季購書基金。

2.掃碼下方二維碼，添加客服進旋轉(zhuǎn)機械研討會交流群，領取所有錄播~