[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

说明书

本发明公开了一种基于知识库数据统一管理的透平机械CAE集成平台，系统分析模块、一维中线模块、几何模块、二维通流模块、三维CFD分析模块、FEA有限元分析模块、知识库模块，一维中线模块与系统分析模块相连，几何模块与一维中线模块相连；二维通流模块与几何模块相连，三维CFD分析模块与几何模块相连；FEA有限元分析模块与三维CFD分析模块相连，知识库模块用于对系统分析模块、一维中线模块、几何模块、二维通流模块、三维CFD分析模块、FEA有限元分析模块实现设计数据的积累、存储、分析、显示、管理和再使用。本发明具有专业化程度高、综合性能好、可靠等优点。

技术领域

本发明涉及透平机械分析设计领域，具体来说是一种基于知识库数据统一管理的透平机械CAE集成平台。

背景技术

透平机械是当今最重要的能源动力装备，主要包括燃气轮机、航空发动机、涡轮增压器、蒸汽轮机、压缩机等，在国防军事、能源动力、装备工业等多个领域有着广泛的应用，代表着国家工业的总体水平。透平机械的核心原理是通过旋转叶轮实现流体和转子之间能量的相互转换，其设计开发融合了热力学、气体动力学、固体力学、传热学等多学科多技术领域的先进成果，是一项多学科交叉、高度复杂的综合性系统工程。上世纪70年代以来，随着计算机辅助工程(CAE)技术的迅速发展，以计算机仿真分析为核心的设计软件已逐步成为透平机械设计的主要工具，在业界得到了非常广泛的应用。

CAE技术起源于上世纪50年代的有限单元法(FEA)，最初应用于航空航天等领域，用于数值解决结构分析、固体力学问题，经过数十年的发展，已经扩展至虚拟建模、多学科仿真模拟、数字化制造、设计优化等工业界各个领域，为装备制造业设计提供了贴近工程实践需求、功能强大的智能化工具；目前，CAE技术已经在机械工业、航空航天、汽车、土木工程等各个领域得到了广泛应用，已经可以相当准确的模拟出诸如复杂三维流动、高速碰撞、颤振、电磁等十分复杂的物理过程。

采用CAE技术，可以大大缩短产品和工程设计研发周期，降低设计研发成本。CAE技术是工业装备和产品数字化创新设计、制造的核心技术，是提高企业核心竞争力的关键技术，是国防和军工装备研制的战略技术。某些发达国家甚至认为，CAE软件“是有别于其他任何软件、而服务于国家利益的软件”。发达国家的实践说明，一个国家要有自主开发的国防、运输设备、动力能源机械、电子电器、装备等高新技术，要有具备自主知识产权的各类重大工业装备产业能力，必须要有功能强大、自主可控的CAE软件作为数字化、信息化、智能化的重要支撑。

经过数十年的发展，美国、欧洲等发达国家已经形成了功能强大、商业化、规模化的CAE技术能力，打造出了FLUENT,STAR-CCM,CFX,FINE/Turbo,ANSYS、ABAQUS、NASTRAN、UG、Pro-E等一系列CFD、FEA、CAD核心产品，这些软件具有良好的核心仿真计算能力、通用性的前后处理界面、良好的用户交互系统以及完善的外部文件接口，并适用于各类计算机平台。通过不同行业的大量实际算例的反复验证，其解决复杂问题的能力和效率已经得到学术界和工业界的公认，有些产品成为公认的CAE工业标准，获得各种权威机构的质量认证，在北美、欧洲和亚洲一些国家的机械、化工、土木、水利、航空航天、冶金、电气工业等许多领域得到了广泛的市场应用，并逐步发展为多模块集成化、工程服务一体化的软件。

我国的CAE技术几乎与国外同时起步，然而几十年来走过了一条“几起几落”的曲折艰难发展之路：

停滞期：在起步初期，因为政治社会环境的影响、以及计算机硬件条件的限制，直到改革开放前，都始终处于完全停滞的状态，仅有零散的一些理论成果。

发展期：改革开放新时期之后，我国CAE技术迎来了发展的良好机遇，在学界的引领和努力下，出现了一批JIGFEX、DDJ、COMPASS等具有自主知识产权的CAE软件，这些软件与国外同期产品相比，具有诸多的技术特色，在国家工业发展和工程设计中发挥了重要的作用，应用广泛。