面临全球气候问题加剧和“双碳目标”的时代背景,能源市场也在经历着前所未有的考验。相比传统的蒸汽轮机、燃气轮机等传统发电机组,超临界二氧化碳机组在运行效率和清洁性上更胜一筹。因此,在未来清洁能源发展的路途中,超临界二氧化碳系统和其中的叶轮机械装置扮演的角色将愈发重要。
超临界二氧化碳(sCO2)发电技术最大的特点为具有更高的发电效率和更少的碳排放量、更少的水资源损耗,以及相比传统发电装置尺寸缩小数十至几十倍,因此当仁不让成为了当下全球炙手可热的新型发电技术研究方向之一。此外,sCO2循环也可以嵌套在传统发电循环底部,带来非常大的灵活度。不过,尽管sCO2技术的发展能够将高效清洁能源发展带到一个全新高度,但sCO2系统循环所需要的压缩机和透平设备功率密度极高如何能够考虑sCO2独特的物理特性,高效完成气动设计优化工作,依然给相关技术的部署带来了不小挑战。
为了能在高效透平设计的基础上,兼顾三维叶片对流道带来的影响并执行相应优化,西门子联合SoftInWay公司推出了一套成熟的自动化叶型寻优解决方案。通过“三步走”,就能让复杂的三维叶片设计优化工作变得有章可循。
首先,借助SoftInWay旗下的AxSTREAM设计平台,用户可以通过考虑实际sCO2的物理性质,迅速获得从零开始的初步二维优化后的设计方案结果。随后,在AxSTREAM的叶片参数化建模功能的帮助下,用户可以生成不同形状的三维叶片,并无缝导入至Simcenter STAR-CCM+中进行叶片的三维CFD计算分析。最后,通过使用Simcenter HEEDS平台,用户可以连接以上两种工具(或任意其它软件工具)实现自动化的寻优流程,轻松解锁三维优化后最终的叶片结果。
运用上述解决方案,用户可以让三维叶片的设计和优化工作变得简单、完整并且高效。在获取最佳机器几何方案的同时,还能将整个研发周期缩短30%到50%,堪称涵盖叶片三维CFD优化在内的透平设计的“效率神器”。
渴望了解更多有关西门子和SoftInWay仿真解决方案的内容?别着急,“基于全自动化流程的超临界二氧化碳透平叶片三维CFD优化”网络研讨会即将上线。对于从事叶轮机械设计和sCO2研究的工程师、团队负责人等伙伴们来说,这是一次千载难逢的学习机会。
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