Datasheet

使用 Fidelity Fine Turbo 加速透平机械设计

快速准确的叶轮机械CFD工具

Cadence Fidelity Fine Turbo 提供专门面向工程师的计算流体力学解决方案，用于快速、准确地优化叶轮机械设计涉及的功耗和效率。其计算引擎采用了高保真度网格划分技术与先进的数值计算方法，将自动优化设计流程和强大的机器学习优化引擎相结合，使设计人员能够在不牺牲效率和不超出设计参数范围的前提下，将旋转机械的性能做到最优。

概述

Fidelity Fine Turbo 借助高保真度网格和完全结构化的求解器，解决了透平机械的空气动力学难题。它采用专有的网格划分技术，可以沿机械的轴向和径向生成网格，同时妥善处理叶片上方和后方的间隙。该软件在设计压缩机、涡轮增压器和燃气轮机方面经过了实际验证，能力出众，可靠性高，其独特的 NLH 技术能够以优异的准确度和速度，提供叶片通过频率分析。

该软件包含一个完整的端到端透平机械CFD工具链，多年来专门为该应用程序设计和完善了网格划分、求解、后处理和优化。此外，Fine Turbo 可以与我们行业合作伙伴 Concepts NREC 的设计产品深度集成，不仅支持完整的 CFD 工作流程，还可以实现完整的端到端设计，包括平均线和有限元分析耦合，整个过程无需离开设计环境。

Streamlines in a modernized compressor design
Fig 1: Streamlines in a modernized compressor design

核心优势

  • 对稳态和非稳态流体进行快速、准确的 CFD 分析
  • 通过自动化 DoE 和优化提高产品功率和效率
  • 可编写脚本以进行批量分析和大规模计算
  • 借助与 Concepts NREC 集成的端到端工作流程，最大限度地提高效率

 

Kawasaki Heavy Industries 广泛使用 Cadence 的透平机械 CFD 解决方案，来支持各种产品的设计和开发，如燃气轮机、喷气式引擎压缩机、蒸汽轮机发电机等等。得益于 Cadence 的创新技术，如 CPU 助推器和非线性谐波法，Cadence 的软件可以自动生成高质量网格，提供高速吞吐流量计算，大大缩短了我们的设计周期，也帮助我们节省了开支。
Yusuke SAKAI，Kawasaki Heavy Industries, Ltd. 航空引擎事业部引擎技术开发高级经理
Mach number contours on a compressor stage
Fig 2: Mach number contours on a compressor stage

主要功能

高质量网格划分

CFD 解决方案的速度和准确度在很大程度上取决于网格质量。Fidelity Fine Turbo 内置专有网格划分技术 Autogrid，这是一款高质量的结构化网格生成器，专门用于透平机械，并提供专为透平机械应用开发的各种功能。

快速且强大的求解器

Fidelity Fine Turbo 提供基于密度的耦合、结构化求解器，求解速度远超非耦合、非结构化求解器。对于非稳态分析，其独特的非线性谐波方法比传统时间步进方法的求解速度更快，并能准确捕捉多种模式。其求解速度非常快，许多用户在工作站上就能达到其他求解器在高性能计算系统上才能实现的速度，对于真正的大型作业，求解器支持并行化操作，可用于高性能计算。

自动化

Fidelity Fine Turbo 使用多种自动化技术来加速工作流程。Autogrid 网格划分工具的多项功能可自动生成高质量网格，而配套的 Fidelity Fine Design3D 工具可自动探索设计空间。当然，整个工作流程都可以实现脚本化，以便批量处理设计任务。

集成

真正使 Fidelity Fine Turbo 脱颖而出的功能之一，是它能够与 Concepts NREC 的 3D 叶片设计程序 AxCent 完全集成。得益于 Cadence 与 Concepts 的长期合作，AxCent 中集成了全自动的 CFD 设置，涡轮机械工程师可轻松进行设计、创建、仿真和优化，无需离开设计环境或将 CFD 移交给其他部门。

优化

Fidelity Fine Turbo 的配套优化工具 Fine Design3D 依托成熟的 AI/ML 技术，专门针对透平机械进行开发和优化。设计人员可以使用自动生成的图表，在提出的设计空间中找到最佳方案，同时，约束的多目标优化引擎可快速找到目标，无需用户干预。