叶轮机械解决方案

提供高精度多物理场数值模拟分析

覆盖航空发动机、燃气轮机、通用流体机械等多个领域

行业挑战

01

缺乏专用模块

通用软件普遍缺乏,叶轮机械网格生成及结果处理流程繁琐,人工干预大
02

瞬态与全环成短板

业内传统仿真手段仍以稳态、单通道旋转周期、多重参考坐标系计算为主,无法还原真实的瞬态旋转运动过程,更无法考虑全环整周的非均匀分布效应
03

精度损失严重

动静交界面在多级叶轮机械场景中误差逐级叠加,末级精度误差甚至发生非物理偏离
04

物理过程复杂

涉及激波、动静干涉、边界层效应、换热、流致振动等多种物理现象
05

高效计算支撑缺失

行业属于典型的系统级大规模多尺度应用场景,部件相互影响作用明显,但目前无对应高效算法和硬件平台支撑大规模计算

方案介绍

方案可实现叶轮机械专有模块从前处理到后处理整个仿真流程的全面自动化,定制行业特色的叶轮机械专用模块,
提供高保真、高精度、高效率多物理场数值模拟分析;覆盖航空发动机、燃气轮机、通用流体机械等多个领域。

方案优势

全流程专用模块

提供叶轮机械专有模块,覆盖从“一维初步设计→三维详细造型→三维 CFD 仿真优化”的全流程,支持桨扇、多级轴流 / 离心压缩机、涡轮等多场景 ;针对叶片损伤、盘腔等复杂几何,采用灵活网格方案(无简化建模),无需依赖通用软件的繁琐人工干预 。

突破传统稳态局限

采用“无迭代自然流动求解 (直接模拟物理时间演化)+ 非匹配网格(Non-Conformal)/ 重叠网格(Overset)”处理动静交界,支持多级旋转机械的 全环整周非定常仿真;

局部重构类高阶算法(四维时空多项式设计),允许局部单元独立调整时间 / 空间分辨率,避免传统网格同步 / 迭代冗余,实现 数十亿求解点大涡模拟(LES) ,还原真实瞬态旋转过程与全环非均匀效应。

解决误差累积痛点

局部重构高阶精度算法 在非匹配 / 重叠网格下保持精度不变 ,处理平移 / 旋转的动静交界面时,流体穿越无耗散(如航空发动机动静交界面仿真,误差不随计算规模累积) 。

复杂物理过程与多尺度问题一站式解决

无湍流模型直接求解激波、动静干涉、边界层效应等复杂流动;

支持多物理场耦合(流体——结构——热——噪声),覆盖燃烧、换热、流致振动等场景;

处理毫米级气膜孔到米级燃机的多尺度问题,平衡 “大尺度覆盖” 与 “小尺度解析”。

低成本大规模计算,突破超算依赖

基于 STE-KEP-FR 时空一体化算法 + 全异步并行计算模型 ,相同算力下解析度提升 2 个量级 ;通过消费级 GPU(游戏显卡) 支撑大规模计算。

仿真案例

NASA Rotor67跨音压气机仿真: 非定常大涡模拟精准再现压气机复杂流场

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