新版NUMECA软件FINE TURBO简介 Kang.pdf

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ http:/www.numeca- CFDCFD技术研讨会暨技术研讨会暨 20042004 NUMECANUMECA中国用户年会中国用户年会 新版新版NUMECA软件软件 FINE/TURBO简介简介 康 顺 教授 华北电力大学 尤迈克（北京）流体工程技术有限公司总经理 康 顺 教授 华北电力大学 尤迈克（北京）流体工程技术有限公司总经理 CFD技术研讨会暨技术研讨会暨2004NUMECA软件中国用户年会 -软件中国用户年会 -2004年年4月月12至至13日日 www.numeca- 内容简介内容简介内容简介内容简介 ?NUMECA软件简介软件简介 ?2003年版年版FINE/TURO ?IGG/AutoGrid ?EURANUS ?CFView ?2004年版年版FINE/TURBO ?IGG/AutoGrid ?EURANUS ?CFView ?用户化的自动分析系统用户化的自动分析系统 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ http:/www.numeca- NUMECANUMECA软件简介软件简介软件简介软件简介 CFD技术研讨会暨技术研讨会暨2004NUMECA软件中国用户年会 -软件中国用户年会 -2004年年4月月12至至13日日 www.numeca- NUMECANUMECA软件简介软件简介 IGGTM/AutoGrid EURANUS CFViewTM IGGTM 滑移网格 FINETM/Turbo NUMECA Softs 共轭传热 冷却/抽吸 通流计算 FINETM/Design FINE/Design2D FIND/Design3D 可凝结流体 多相流体 并行计算 FINETM/HEXA HEXPressTM HEXSTREAM CFViewTM 软件简介软件简介 结构网格结构网格 非结构网格非结构网格 边界层转捩 分析软件分析软件 设计软件设计软件 准3D分析和反设计 3D造型和优化 CFD技术研讨会暨技术研讨会暨2004NUMECA软件中国用户年会 -软件中国用户年会 -2004年年4月月12至至13日日 www.numeca- 2003年版年版FINE/TURO Version 6 CFD技术研讨会暨技术研讨会暨2004NUMECA软件中国用户年会 -软件中国用户年会 -2004年年4月月12至至13日日 www.numeca- IGGIGG?通用结构网格生成器通用结构网格生成器通用结构网格生成器通用结构网格生成器 ?3D 结构多块网格结构多块网格 ?准自动块化生成技术准自动块化生成技术 ?模板和脚本技术模板和脚本技术 ?自动质量检测自动质量检测 ?全非拟合技术全非拟合技术 ?多种几何建模工具多种几何建模工具 ?多种输入生成格式多种输入生成格式 ? 快速快速, 用户友好用户友好, 易于使用易于使用 CFD技术研讨会暨技术研讨会暨2004NUMECA软件中国用户年会 -软件中国用户年会 -2004年年4月月12至至13日日 www.numeca- IGG/IGG/AutoGridAutoGrid?旋转机械网格自动生成器旋转机械网格自动生成器旋转机械网格自动生成器旋转机械网格自动生成器 ?自动块结构网格生成器自动块结构网格生成器 ?可用于任何旋转机械部件可用于任何旋转机械部件 (透平、涡轮、压缩机、泵、风机、螺旋桨透平、涡轮、压缩机、泵、风机、螺旋桨 ) 叶顶叶顶 /叶根间隙、 分流叶片、密封、 通流、突台 叶根间隙、 分流叶片、密封、 通流、突台. H, I, HOH 网格 结构 网格 结构 CFD技术研讨会暨技术研讨会暨2004NUMECA软件中国用户年会 -软件中国用户年会 -2004年年4月月12至至13日日 www.numeca- EURANUSEURANUS?先进的数值求解器先进的数值求解器先进的数值求解器先进的数值求解器 ?求解全可压缩形式（基于密度）三维雷诺平均求解全可压缩形式（基于密度）三维雷诺平均Navier-Stokes方程方程 ?全二阶精度空间离散（中心和迎风格式）。全二阶精度空间离散（中心和迎风格式）。 ?全二阶精度时间离散，双时间步技术全二阶精度时间离散，双时间步技术 ?显式龙格库塔时间迭代显式龙格库塔时间迭代 ?多块结构网格（拟合、非拟合或全非拟合连接）多块结构网格（拟合、非拟合或全非拟合连接） ?高效的多重网格加速高效的多重网格加速 ?低速流动预处理法低速流动预处理法 ?多种流模型（代数模型、一方程模型和两方程模型）多种流模型（代数模型、一方程模型和两方程模型） ?多种边界条件多种边界条件 ?多种初场给法（均匀、叶轮机械、通流、已知解等）多种初场给法（均匀、叶轮机械、通流、已知解等） ?多种输出方式多种输出方式/格式格式 ?多种转静子连接和相互作用功能多种转静子连接和相互作用功能 ?Conservative Mixing Plane ?Frozen Rotor ?Phase-lagged ?Sliding Mesh ?全非拟合连接功能全非拟合连接功能 ?序列运算和并行运算序列运算和并行运算 CFD技术研讨会暨技术研讨会暨2004NUMECA软件中国用户年会 -软件中国用户年会 -2004年年4月月12至至13日日 www.numeca- EURANUSEURANUS?应用领域应用领域应用领域应用领域 ?任何三维、二维和轴对称流动（内流和外流）任何三维、二维和轴对称流动（内流和外流） ?可用于任何不可压、亚音速、跨音速、以及超音速的定常可用于任何不可压、亚音速、跨音速、以及超音速的定常/非定常、无 粘 非定常、无 粘/粘性流动粘性流动 ?多种常用流体物性数据库（理想和真实流体）多种常用流体物性数据库（理想和真实流体） (可添加、删除、修改可添加、删除、修改) ?可靠的缺省设置（适用于多数情况）可靠的缺省设置（适用于多数情况） ?大量用户可干预的专家参数大量用户可干预的专家参数 ?多种可选模块（通用）多种可选模块（通用） ?通流计算模块通流计算模块 ?共轭传热模块共轭传热模块 ?流体颗粒耦合模块流体颗粒耦合模块 ?可凝结流体模块可凝结流体模块 ?化学反应模块化学反应模块 ?并行计算功能并行计算功能 CFD技术研讨会暨技术研讨会暨2004NUMECA软件中国用户年会 -软件中国用户年会 -2004年年4月月12至至13日日 www.numeca- EURANUS EURANUS 特征特征特征特征 ?高的精度高的精度 ?全二阶精度全二阶精度 ?允许允许Y值在值在1左右，从而可使用低雷诺数湍流模型左右，从而可使用低雷诺数湍流模型 ?网格长宽比网格长宽比5000以内的鲁绑性保证以内的鲁绑性保证 ?快的速度快的速度 ?在奔腾在奔腾IV上计算上计算50万网格点约需要万网格点约需要4560分钟分钟 ?卓越的线性加速并行计算功能卓越的线性加速并行计算功能 ?低的内存需求低的内存需求 ?计算计算100万网格的万网格的3D湍流问题，约需湍流问题，约需100兆内存兆内存 CFD技术研讨会暨技术研讨会暨2004NUMECA软件中国用户年会 -软件中国用户年会 -2004年年4月月12至至13日日 www.numeca- CFViewCFView? 功能强大的后处理器功能强大的后处理器功能强大的后处理器功能强大的后处理器 ? 功能强大和创新性的数值流场显式系 统 功能强大和创新性的数值流场显式系 统 ? 叶轮机械专用视图功能叶轮机械专用视图功能: 周向平均视图周向平均视图 叶片到叶片（叶片到叶片（S1）视图）视图 子午（子午（S2）视图）视图 ? 丰富的定性和定量分析工具丰富的定性和定量分析工具 ? 直接与试验数据比较的工具直接与试验数据比较的工具 ? 用于自动做图的丰富的宏和脚本语言用于自动做图的丰富的宏和脚本语言 ? 动化演示功能动化演示功能 ? 非定常流动演示功能非定常流动演示功能 CFD技术研讨会暨技术研讨会暨2004NUMECA软件中国用户年会 -软件中国用户年会 -2004年年4月月12至至13日日 www.numeca- 2004年版年版FINE/TURBO CFD技术研讨会暨技术研讨会暨2004NUMECA软件中国用户年会 -软件中国用户年会 -2004年年4月月12至至13日日 www.numeca- AutoGridAutoGridTM TM Version 5 Version 5 ? More built-in grid topologies ? User-defined mesh topologies ? Multi-Stage GUI with automatic placement of inter-row interfaces ? Direct CAD importation (IGES, Catia v5) ? Meshing complex 3D blade designs ? More built-in grid topologies ? User-defined mesh topologies ? Multi-Stage GUI with automatic placement of inter-row interfaces ? Direct CAD importation (IGES, Catia v5) ? Meshing complex 3D blade designs AutoGridTMv5 has all capabilities of v4, and much more, including: AutoGridTMv5 has all capabilities of v4, and much more, including: CFD技术研讨会暨技术研讨会暨2004NUMECA软件中国用户年会 -软件中国用户年会 -2004年年4月月12至至13日日 www.numeca- AutoGridAutoGridTM TM Version 5 Version 5 GUI GUI ? AutoGrid v5 GUI ? Batch operation possible ? AutoGrid v5 GUI ? Batch operation possible CFD技术研讨会暨技术研讨会暨2004NUMECA软件中国用户年会 -软件中国用户年会 -2004年年4月月12至至13日日 www.numeca- ? 批处理技术 ? 批处理技术 IGG/IGG/AutoGridAutoGrid?多级网格自动生成多级网格自动生成多级网格自动生成多级网格自动生成 CFD技术研讨会暨技术研讨会暨2004NUMECA软件中国用户年会 -软件中国用户年会 -2004年年4月月12至至13日日 www.numeca- AutoGridAutoGridTM TM Version 5Version 5 ? Non-axisymmetric endwalls ? Arbitrary sets of splitter blades ? Cooling holes ? Tip basins ? Part-span shrouds / Multi-flux ? Non-axisymmetric endwalls ? Arbitrary sets of splitter blades ? Cooling holes ? Tip basins ? Part-span shrouds / Multi-flux The highly complex 3D blade designs which AutoGrid v5 is able to mesh are, for example : The highly complex 3D blade designs which AutoGrid v5 is able to mesh are, for example : CFD技术研讨会暨技术研讨会暨2004NUMECA软件中国用户年会 -软件中国用户年会 -2004年年4月月12至至13日日 www.numeca- AutoGridAutoGridTM TM Version 5 Version 5 Examples of complex 3D designs(1)Examples of complex 3D designs(1) Arbitrary Set of splitter blades Arbitrary Set of splitter blades CFD技术研讨会暨技术研讨会暨2004NUMECA软件中国用户年会 -软件中国用户年会 -2004年年4月月12至至13日日 www.numeca- AutoGridAutoGridTM TM Version 5 Version 5 Examples of complex 3D designs(1)Examples of complex 3D designs(1) Non-axisymmetric endwalls Non-axisymmetric endwalls CFD技术研讨会暨技术研讨会暨2004NUMECA软件中国用户年会 -软件中国用户年会 -2004年年4月月12至至13日日 www.numeca- AutoGridAutoGridTM TM Version 5 Version 5 Examples of complex 3D designs(2)Examples of complex 3D designs(2) Cooling Holes & Arbitrary topology Cooling Holes & Arbitrary topology CFD技术研讨会暨技术研讨会暨2004NUMECA软件中国用户年会 -软件中国用户年会 -2004年年4月月12至至13日日 www.numeca- AutoGridAutoGridTM TM + IGG+ IGGTM TM Part-span shroud in a compressor wheel Part-span shroud in a compressor wheel CFD技术研讨会暨技术研讨会暨2004NUMECA软件中国用户年会 -软件中国用户年会 -2004年年4月月12至至13日日 www.numeca- AutoGridAutoGridTM TM Version 5 Version 5 Examples of complex 3D designs(4)Examples of complex 3D designs(4) Multi-Stage / Multi-Flux approach Multi-Stage / Multi-Flux approach CFD技术研讨会暨技术研讨会暨2004NUMECA软件中国用户年会 -软件中国用户年会 -2004年年4月月12至至13日日 www.numeca- EURANUSEURANUS的主要新功能的主要新功能的主要新功能的主要新功能/ /改进简述改进简述改进简述改进简述 ?EURANUS/Fine GUI ?转静子界面转静子界面 ?何氏非线性调函数方法（多级定常计算）何氏非线性调函数方法（多级定常计算） ?相滞后（相滞后（PhaseLagged）非定常计算方法）非定常计算方法 ?边界层转捩模块边界层转捩模块 ?湍流模型湍流模型 ?改进改进ke模型模型 ?V2F湍流模型湍流模型 ?其它其它 ?空化（空化（Cavitation）计算功能）计算功能 ?与与ANSYS耦合耦合 ?叶片非周期对称布置功能（叶片非周期对称布置功能（Autogrid和和Euranus) ?非定常计算时的时均值输出非定常计算时的时均值输出 ?改进改进Cooling 计算计算(孔位置显示孔位置显示) ?改善可凝结流体模块改善可凝结流体模块 CFD技术研讨会暨技术研讨会暨2004NUMECA软件中国用户年会 -软件中国用户年会 -2004年年4月月12至至13日日 www.numeca- Cooling/BleedingCooling/Bleeding改进改进改进改进 ?可以直观地检测可以直观地检测Cooling/Bleed的位置的位置 ?可以在可以在(x,y,z) 或或 (r, ,z) 坐标系定义坐标系定义Cooling/Bleed 的方向和位 置。 的方向和位 置。 ?改进了叶片上改进了叶片上Cooling/Bleed孔在展向和流向相对位置的定义方 式。 孔在展向和流向相对位置的定义方 式。 ?改善了改善了Cooling/Bleed孔附近的边界条件孔附近的边界条件 ?增加了增加了Cooling/Bleed孔定义的向导孔定义的向导 ? CFD技术研讨会暨技术研讨会暨2004NUMECA软件中国用户年会 -软件中国用户年会 -2004年年4月月12至至13日日 www.numeca- Cooling/Cooling/BleedingWizardBleedingWizard CFD技术研讨会暨技术研讨会暨2004NUMECA软件中国用户年会 -软件中国用户年会 -2004年年4月月12至至13日日 www.numeca- T106 Test CaseT106 Test Case M = momentum ratio between cooling holes and inlet plane M=0M=0.9M=1.5 17 holes at the wall D=1.125mm CFD技术研讨会暨技术研讨会暨2004NUMECA软件中国用户年会 -软件中国用户年会 -2004年年4月月12至至13日日 www.numeca- 转捩模块转捩模块转捩模块转捩模块 ?两种选择两种选择 ?在叶片壁面给定转捩位置在叶片壁面给定转捩位置 ?预估转捩位置预估转捩位置 ?基于基于 Spalart-Allmaras one equation mo一方程湍流模型一方程湍流模型 ?基于基于Abu-Ghannam Shaw预估转捩起始位置预估转捩起始位置 ?间歇因子采用间歇因子采用Dhawan and Narasimha的方法的方法 CFD技术研讨会暨技术研讨会暨2004NUMECA软件中国用户年会 -软件中国用户年会 -2004年年4月月12至至13日日 www.numeca- K K- -e e模型改进模型改进模型改进模型改进 ?提高鲁棒性提高鲁棒性 ?排除了一些缺陷，比如驻点附近排除了一些缺陷，比如驻点附近K值的过大值的过大 ?非线性模型的改进非线性模型的改进 ?。 CFD技术研讨会暨技术研讨会暨2004NUMECA软件中国用户年会 -软件中国用户年会 -2004年年4月月12至至13日日 www.numeca- Example 1 : AirfoilExample 1 : Airfoil CFD技术研讨会暨技术研讨会暨2004NUMECA软件中国用户年会 -软件中国用户年会 -2004年年4月月12至至13日日 www.numeca- Example 2 : Impinging jetExample 2 : Impinging jet r z From 2 to 4 orders of magnitude CFD技术研讨会暨技术研讨会暨2004NUMECA软件中国用户年会 -软件中国用户年会 -2004年年4月月12至至13日日 www.numeca- Example 2 : Impinging jetExample 2 : Impinging jet r z r z CFD技术研讨会暨技术研讨会暨2004NUMECA软件中国用户年会 -软件中国用户年会 -2004年年4月月12至至13日日 www.numeca- Example 2 : Impinging jetExample 2 : Impinging jet Velocity magnitude Velocity magnitude CFD技术研讨会暨技术研讨会暨2004NUMECA软件中国用户年会 -软件中国用户年会 -2004年年4月月12至至13日日 www.numeca- CFViewCFView的主要新功能的主要新功能的主要新功能的主要新功能/ /改进简述改进简述改进简述改进简述 ?CFView ?改进改进Cartisian图制作图制作 ?引入冲角和偏移角输出引入冲角和偏移角输出 ?非定常时间管理非定常时间管理 CFD技术研讨会暨技术研讨会暨2004NUMECA软件中国用户年会 -软件中国用户年会 -2004年年4月月12至至13日日 www.numeca- FINE/TURBO Version 7 will be available by the end of June, 2004 CFD技术研讨会暨技术研讨会暨2004NUMECA软件中国用户年会 -软件中国用户年会 -2004年年4月月12至至13日日 www.numeca- 用户化的自动分析系统用户化的自动分析系统用户化的自动分析系统用户化的自动分析系统 ?面向企业工程师对其特定产品的需求；面向企业工程师对其特定产品的需求； ?只需给出几何数据、转速和边界条件值；只需给出几何数据、转速和边界条件值； ?不需要涉及网格生成、数