一、名称

　　叶轮机械集成设计系统TurboTides

　　二、概要

　　TurboTides设计系统是一个高度集成的、一站式设计系统，涵括了透平机械设计全流程所需的各种工具， 包括循环分析、一维中线设计、二维通流计算、三维CFD、三维FEA、转子动力学、多学科优化以及内嵌数据库等核心模块。各个模块之间的数据传递完全自动化、无失真，实现了各个设计流程之间的 “无缝衔接” ，提高了透平设计过程的效率。内嵌的优化器，方便调用一维、二维、三维CFD及FEA 求解器进行多层次局部或整体多学科、多目标优化， 为设计人员迅速接近设计目标创造了条件。

　　350+万行源代码

　　拥有完整的自主知识产权

　　国际领先、全球发行

　　三、产品特征

　　（1）循环分析模块

　　TurboTides循环分析支持如下多种布局形式的热力学循环设计和分析：

　　朗肯循环—有机朗肯循环(ORC)

　　燃气轮机循环

　　超临界CO2循环

　　制冷循环

　　涡轮増压循环

　　多级压缩系统设计和分析，包括齿轮式多级压缩(IGC)

　　支持不同形式的压缩机和涡轮模型选项，如一维中线模型与特性图

　　燃气轮机循环支持动力涡轮模型、涡喷发动机模型

　　燃气轮机循环添加二次空气系统（SAS），支持对涡轮冷却和防喘回路的建模

　　超临界二氧化碳循环支持模拟印刷电路式热交换器（PCHE）

　　内嵌操作便捷的优化器，支持循环参数优化

　　（2）一维中线设计和分析模块

　　一维中线模块支持径流/混流/轴流形式的压缩机、涡轮、泵和风机的初步设计、分析以及基于试验/仿真数据的校准(Data Reduction)功能。

　　ü 支持涵盖泵行业设计经验的离心、轴流、混流泵的快速设计

　　ü 支持对旋轴流压气机的设计及分析功能

　　ü 基于REFPROP10和快速査表的真实流体模型，支持两相流的计算

　　ü 支持翼型扩压器、串列式扩压器等部件建模

　　ü 支持缩放、切割、流道剪切和调整几何模型等功能

　　ü 内嵌操作便捷的优化器，支持一维中线模型参数的优化

　　ü 用户自定义函数功能(UDF)允许用户更改程序的默认模型和功能

　　ü Data Reduction功能可以校准一维模型，使其在整个性能图上逐点和试验/仿真数据相匹配

　　Ÿ 校准后模型可准确预测替换工质或相似模化设计时的机器特性曲线

　　（3）二维通流分析模块

　　二维通流计算包括子午面(S2流面)通流计算和叶间(S1流面)通流计算。

　　ü 基于流线曲率法

　　ü 从三维几何自动生成网格

　　ü 自动获取叶片几何信息(叶片角，厚度，倾角)

　　ü 考虑损失模型，偏移角模型，阻塞模型和径向掺混

　　ü 支持流道和叶型忧化，操作便捷

　　ü 支持多工况点分析功能

　　ü 支持比较设计功能，比较设计工况下和各种非设计条件下的通流结果

　　ü 支持的单独部件的后处理绘图

　　（4）几何建模模块

　　几何建模模块全面支持三维参数化几何模型的生成。

　　ü 离心或轴流压缩机、涡轮、泵以及风机中常见组件的几何构型

　　ü 提供丰富的实时可视化几何编辑功能，包括通流部件加/减/编辑调整，机械结构编辑（轮背形状、倒角、倒圆及轴孔等）以及叶轮切割及放缩功能

　　ü 支持楔形扩压器喉部面积等参数的定义方式选择

　　ü 支持各种翼型的生成及串列式叶片模型，如NACA、DCA、MCA等

　　ü 强大的蜗壳编辑功能，可方便地控制并编辑各种横截面、蜗舌、出口段管道以及双蜗壳等构型

　　ü 支持风机进气室、泵进水室及双吸进水室的参数化建模功能

　　ü 提供固体域及流体域的三维模型通用格式的导出功能

　　ü 支持外部已有三维模型的逆向导入功能，逆向导入的模型可参数化并进行仿真及优化设计

　　ü 内嵌数据库可便捷地存储与重复使用三维部件模型

　　（5）三维CFD流场仿真分析模块

　　三维CFD流场仿真分析提供支持结构化网格、非结构化网格或混合网格的全三维压力基流场仿真分析求解器。

　　ü 支持并行计算

　　ü 网格自动生成，支持专家手动调整模式

　　ü 支持加入源项的网格光顺算法，改善了网格正交性

　　ü 支持边界层首层厚度设置或y+值指定

　　ü 支持边界条件自动设置，自动从一维导入进出口边界条件及工质物性

　　ü 支持真实流体物性计算，且可自动生成真实流体的热力学物性参数表

　　ü 支持空化及两相流的仿真计算

　　ü 方便易操作的后处理功能，包含文本报告，网格/云图/矢量/流线/等值面的视图

　　ü 可便捷地比较三维CFD流场分析和一维中线模块预测结果

　　ü 提供与第三方软件TurboGrid的接口

　　（6）三维FEA有限元模块

　　支持叶轮及蜗壳的有限元分析。

　　ü 便捷的前处理功能：网格自动生成，载荷与约束自动设置

　　ü 支持单向流固耦合

　　ü 支持采用线性和非线性材料进行计算分析，包括弹性、塑性、蠕变和超弹性材料

　　ü 提供静强度分析、热分析和模态振动分析功能

　　ü 支持谐响应分析、瞬态动力学分析、瞬态传热分析及随机振动分析

　　ü 可快速计算质量、转动惯量等

　　ü 方便易操作的后处理功能，包含文本报吿、坎贝尔图、干涉图、云图以及变形图等

　　（7）疲劳寿命评估模块

　　疲劳寿命评估模块通过使用材料的S-N和E-N曲线计算载荷谱下的结构临界点来支持疲劳寿命评估。

　　ü 支持从ANSYS和ABAQUS导入有限元分析结果

　　ü 支持载荷模块编辑功能，提供了多种载荷谱编辑方式

　　ü 支持疲劳材料数据库选取材料进行疲劳分析

　　ü 基于E-N、S-N曲线，实现了多种加载条件下的应变-寿命计算方法，适用于比例加载和非比例加载工况

　　ü 支持快速疲劳功能，通过应力/应变测量信号和材料参数直接计算测量点的疲劳寿命，无需FEA分析结果，提供了多种计算模型

　　ü 后处理结果显示支持应力幅、平均应力和最大应力云图

　　（8）裂纹扩展分析模块

　　裂纹扩展分析模块支持基于应力强度因子和裂纹扩展的数值模拟分析进行结构的损伤容限分析和余寿评估。

　　ü 支持多种方法，包括分析、全有限元分析和子模型方法

　　ü 开发超过300个裂纹分析模型

　　ü 支持ABAQUS和ANSYS计算结果导入功能

　　ü 通用子结构：

　　Ÿ 算法：支持在任意形状的结构中嵌入参数化裂纹

　　Ÿ 交互：便捷快速的裂纹定义，操作过程可视化

　　Ÿ 求解：在应力强度因子计算方面，集成J积分和VCCT两种计算方法

　　ü 支持多种材料模型，将疲劳和裂纹分析模块的材料库进行统一管理，开发相应的管理界面，同时支持材料参数拟合功能

　　ü 支持裂纹扩展分析后处理功能:包括云图、动画等

　　（9）转子动力学模块

　　转子动力学模块针对水平型或齿轮啮合型转子-轴承系统完成动力学特性分析功能。能快速处理各种复杂转子轴系问题，针对各复杂轴系进行动力学特性分析。支持部件包括弹性轴、叶轮、弹性联轴器、齿轮（直/斜齿）、滑动轴承、通用动态轴承支承模型、密封/叶轮流体力失稳原件等。

　　ü 支持转子轴、齿轮副、联轴器的快速建模；

　　ü 支持转轴与温度相关材料属性的设置；

　　ü 支持多种油润滑轴承建模及滚动轴承动力模型导入建模；

　　ü 支持平面密封、迷宫密封、蜂窝密封的动力参数计算；

　　ü 支持叶轮建模及对应稳定性所需动参数计算

　　ü 支持实模态分析、不平衡响应分析、一级稳定性分析、二级稳定性分析、最大连续转速下的复模态分析、扭转共振分析、扭转谐响应分析、瞬态扭振分析等转子动力学分析类型

　　ü 支持分析结果可视化功能及转子动力学计算分析报告一键生成功能

　　（10）嵌入式数据库

　　嵌入式数据库是一个可部署在网络上的、具有权限控制功能的数据存储中心，与设计模块能够进行无缝连接。用户通过数据库可方便地保存和重复使用已有设计模型、测试数据、几何模型以及自定义函数。

　　ü 任何TurboTides中的对象（部件、机器、曲线、流体模型等）都可以保存到数据库中并重新加载到当前设计中

　　ü 面向对象的数据库可以录入性能图、部件、机器、几何模型以及流体模型等各种复杂数据结构

　　ü 允许用户自定义数据记录类型并通过脚本指定属性

　　ü 存储在数据库中的所有内容均可搜索、可恢复及可复用

　　ü 支持数据的本地存取及远程在线存取功能

　　（11）优化设计

　　设计的全流程优化和局部优化都可使用TurboTides内置的优化功能。通过设置优化参数、确定优化目标、选取对应求解器、需要时对输入、输出参数进行约束设置，选择对应优化算法即可进行自动优化计算；优化过程中软件提供可视化显示界面进行优化迭代过程的实时显示。

　　ü 支持拉丁超立方抽样、网格自适应搜索、最大化期望提高算法及遗传算法等优化算法

　　ü 提供第四代基于人工智能及机器学习的OASIS优化算法，有效解决高变量、昂贵约束、多目标、黑箱等优化设计问题

　　ü 优化器可单独或组合调用循环、一维、二维通流、CFD和FEA求解器

　　ü 通过脚本编写，用户可以自定义复杂的优化过程，如包含CFD和FEA的多学科优化来优化流场和叶轮结构

　　四、应用案例

　　我们工程咨询团队接受客户的委托利用TurboTides设计系统已经成功完成了100+个工程咨询项目，均得到了客户的高度评价，典型的案例如下：

　　35kW微型燃气轮机整机设计与样机制造

　　2.5MW天然气余压发电透平膨胀机机组设计

　　有机朗肯循环（ORC）的涡轮发电系统设计

　　燃料电池高速空压机的气动与结构设计

　　20HP~100HP离心式制冷压缩机气动设计

　　0.24kg/s双级离心式制冷压缩机气动设计

　　100m3/min高速鼓风机气动设计

　　局部进气轴流涡轮气动设计

　　低温升MVR压缩机气动设计

　　压比5.3涡轮增压器压气机扩稳设计

　　0.64kg/s加中冷两级离心压缩机气动设计

　　高性能对旋风机气动设计

　　多款曝气鼓风机气动与结构设计

　　多款风机改型总体设计