1. Wiskundige modellen :Turbosimulators zijn gebaseerd op wiskundige modellen die de fysieke processen beschrijven die plaatsvinden in turbomachines. Deze modellen omvatten de wetten van de thermodynamica, vloeistofdynamica, warmteoverdracht en werktuigbouwkunde. De modellen houden rekening met de geometrie van de componenten van de turbomachine, zoals de bladen, schoepen en behuizingen, evenals met de eigenschappen van de werkvloeistof (bijvoorbeeld lucht, stoom of gas).
2. Computationele methoden :De wiskundige modellen die in turbosimulators worden gebruikt, worden opgelost met behulp van computationele methoden, zoals eindige elementenanalyse (FEA), eindige volumemethode (FVM) en computationele vloeistofdynamica (CFD). Deze methoden omvatten het discretiseren van de geometrie van de turbomachinerie in kleine elementen of cellen en vervolgens het toepassen van numerieke technieken om de heersende vergelijkingen binnen elk element op te lossen.
3. Softwaretools :Turbosimulators worden doorgaans geïmplementeerd met behulp van softwaretools waarin wiskundige modellen en rekenmethoden zijn verwerkt. Deze softwaretools bieden een gebruiksvriendelijke interface voor het invoeren van de geometrie en bedrijfsomstandigheden van de turbomachine, en voor het visualiseren van de resultaten van de simulaties. Enkele populaire softwarepakketten voor turbosimulators zijn ANSYS CFX, COMSOL Multiphysics en Siemens STAR-CCM+.
4. Simulaties :Om een simulatie uit te voeren, definieert de gebruiker de geometrie van de turbomachine, de bedrijfsomstandigheden (zoals druk, temperatuur en debiet) en de gewenste outputparameters (zoals efficiëntie, drukverhouding en vermogen). De software lost vervolgens de wiskundige modellen op met behulp van computermethoden en genereert de simulatieresultaten.
5. Analyse en optimalisatie :De simulatieresultaten kunnen worden geanalyseerd en gevisualiseerd om de prestaties van de turbomachines onder verschillende bedrijfsomstandigheden te begrijpen. Met turbosimulators kunnen ingenieurs ook het ontwerp van onderdelen van turbomachines optimaliseren, zoals de vorm en grootte van bladen en schoepen, om hun prestaties en efficiëntie te verbeteren.
Over het algemeen bieden turbosimulators een krachtig hulpmiddel voor ingenieurs om turbomachinesystemen te analyseren, ontwerpen en optimaliseren. Ze stellen ingenieurs in staat het gedrag van turbomachines onder verschillende bedrijfsomstandigheden te voorspellen, zonder dat er fysieke prototypes nodig zijn, wat tijd en middelen kan besparen tijdens het ontwerp- en ontwikkelingsproces.
