叶轮机械CFD仿真及优化

常见的叶轮机械有轴流压缩机/涡轮、离心压缩机、向心涡轮、水泵、通风机等，如离心泵是应用最广泛的流体机械之一，但是普遍存在效率低、流动不稳定、抗汽蚀性能差等问题，叶轮和蜗壳是离心泵最重要的两个过流部件，其优化设计对节能降耗有着重要意义。而能够准确仿真是优化前提，在诸如泵等叶轮机械流动仿真计算中，又存在诸多的问题挑战：

1、如何简化和求取叶轮机械计算域和几何？

2、如何快速划分高质量叶轮机械流体通道全六面体网格？

3、如何处理流动干涉情况？

4、如何选取一个求解速度、精度和稳定性最好的湍流模型？

5、如何选取一个精度高、计算快速、内存需求低的求解器？

6、如何选取一个快速、高效、专业的旋转机械后处理软件等。

涡轮增压器设计和优化：

对涡轮增压器进行了气动设计、仿真和优化，其结果表明，除在设计点提升了产品性能之外，通过多工况优化实现了整条特性线上的全面性能提升，真正提高了工程可靠性。

汽车车用水泵性能优化：

对整个水泵系统进行了参数化拟合

定义了20个自由变量

对4个工况点进行多工况优化

192核并行，同时计算10个CFD样本

不到1天的时间即可完成1个样本点的仿真计算

通过优化工具，我们在明显提高了设计点水泵效率的同时，也有效地拓宽了其工作范围，尤其是非设计点下的性能提升非常显著。

混流通风机优化：

通过调整流道和叶型，有效地消除了通风机静叶尾部存在的流动分离，提高了产品性能，并被稍后的试验数据所证实。