[发明专利]基于知识库数据统一管理的透平机械CAE集成平台

权利要求书

1.一种基于知识库数据统一管理的透平机械CAE集成平台，包括：系统分析模块(1)、一维中线模块(2)、几何模块(3)、二维通流模块(4)、三维CFD分析模块(5)、FEA有限元分析模块(6)、知识库模块(7)，其特征在于：所述的系统分析模块(1)用于进行概念设计、可行性分析、热循环分析、选型设计和分析，为透平机械部件具体设计提供设计工况热力学参数；所述的一维中线模块(2)与系统分析模块(1)相连，在系统分析模块(1)分析结束后，进入一维中线模块(2)，所述的一维中线模块(2)用于根据用户设计要求提供初步几何设计方案，在分析模式下，采用单点和多点计算，对设计工况和非设计工况下的流道各部件和整机性能进行预测，并根据不同应用的具体特点，为用户提供多种经验模型选择；

所述的几何模块(3)与一维中线模块(2)相连，所述的几何模块3基于Open Cascade全三维图形处理引擎，采用了VTK加速渲染和实时渲染技术，利用一维中线求解结果数据，生成三位几何模型，同时，为用户实现三维交互设计能力；

所述的二维通流模块(4)与几何模块(3)相连，所述的二维通流模块(4)通过求解子午面欧拉方程和模拟叶片力求解各站点的速度和热力学参数，兼具分析模式和设计模式，在分析模式下，根据已有几何模型，自动生成通流分析网格，然后通过求解二维欧拉方程，应用叶片力模型和经验模型求解二维流场的速度和热力学参数，在设计模式下，根据用户提供的控制目标条件，调整叶片形状，并计算相关的二维流场；

所述的三维CFD分析模块(5)与几何模块(3)相连，所述的三维CFD分析模块(5)用于进行三维流场分析，可由几何CAD模型自动生成结构或非结构网格，可模拟主流道和分支流道，采用CFD技术，可求解从不可压到不同马赫数的可压缩流；

所述的FEA有限元分析模块(6)与三维CFD分析模块(5)相连，所述的三维CFD分析模块(5)的求解结束后，所述的FEA有限元分析模块(6)利用有限元数值方法进行应力应变，热应力和振动模态分析，由CAD模型自动生成非结构网格，同时可从流体计算结果自动设置相关边界条件；

所述的知识库模块(7)用于对系统分析模块(1)、一维中线模块(2)、几何模块(3)、二维通流模块(4)、三维CFD分析模块(5)、FEA有限元分析模块(6)实现设计数据的积累、存储、分析、显示、管理和再使用。

2.根据权利要求1所述的一种基于知识库数据统一管理的透平机械CAE集成平台，其特征在于：所述的系统分析模块(1)提供了朗肯循环分析、燃气轮机和涡喷发动机系统分析、制冷泵循环分析、制热泵循环分析、涡轮增压系统分析、超临界CO2布雷顿循环分析、用户自定义循环分析。

3.根据权利要求1所述的一种基于知识库数据统一管理的透平机械CAE集成平台，其特征在于：所述的一维中线模块(3)用于各式轴流、混流和离心压缩机、涡轮，泵，风机的初步选型设计、分析优化及模型校验。

4.根据权利要求1所述的一种基于知识库数据统一管理的透平机械CAE集成平台，其特征在于：所述的经验模型包括Aungier,Lieblein,Koch,Smith,Ainley,Mathieson,Kacker,Okapuu,Dunham,Came,Egli,Baines,Carter的模型和数据。

5.根据权利要求1所述的一种基于知识库数据统一管理的透平机械CAE集成平台，其特征在于：所述的几何模块(3)采用NURBS模型对关键设计曲线和曲面进行模拟，基于控制点和关键参数对三维模型进行准确控制和实时修改，实现了动态实时调整模型，所述的几何模块(3)内嵌二维通流和页间分析解题器，帮助实现叶片载荷的快速优化。

6.根据权利要求1所述的一种基于知识库数据统一管理的透平机械CAE集成平台，其特征在于：所述的几何模块(3)基于通用CAD文件各式，实现外部CAD模型的导入读取、重生成以及再编辑修改，同时可以将内部生成的几何固体模型导出为通用CAD格式。