axstream™ Руководство пользователя 1.actualmechanics.com/downl/doc/manual...

Soft InWay, Inc. Copyright © 2000-2004. All rights reserved 35 Corporate Dr. , Bur l ing ton, MA 01803. Tel : (781)685-4942; www.soft inway.com

Актуальная Механика Ltd . Техническая поддержка в Росси и Украине Харьков , Украина , тел 380(572)581-227 of f ice@actualmechan ics .com

1 / 62

AxSTREAM™ - Проектирование проточной части осевых турбин Руководство пользователя часть 1. Интерфейс системы AxSTREAM

AxSTREAM™ - Руководство пользователя часть 1.

Интерфейс системы AxSTREAM

AxSTREAM v 1.6.x



2 / 62


Содержание

СОДЕРЖАНИЕ ...................................................................................................................... 1

1 ВВЕДЕНИЕ ..................................................................................................................... 5

2 ЗАПУСК СИСТЕМЫ AXSTREAM.................................................................................. 5

2.1 Главное окно AxSTREAM ................................................................................................................................... 5

2.2 Панель инструментов главного окна AxSTREAM ......................................................................................... 6

3 ПРОЕКТ AXSTREAM ..................................................................................................... 7

3.1 Создание нового проекта ..................................................................................................................................... 7

3.2 Панель инаструментов AxSTREAM режиме “Проект” ................................................................................. 8

3.3 Окно “Проект”....................................................................................................................................................... 9 3.3.1 Дерево (структура) проекта ............................................................................................................................. 10 3.3.2 Закладка “Свойства .......................................................................................................................................... 11 3.3.3 Закладка “Групповое редактирование” .......................................................................................................... 12 3.3.4 Закладка “Модели”........................................................................................................................................... 13 3.3.5 Закладка “Материалы” ..................................................................................................................................... 14

3.4 Настройки проекта ............................................................................................................................................. 15 3.4.1 Установка системы единиц измерения ........................................................................................................... 15 3.4.2 Управление состоянием проекта..................................................................................................................... 16

3.5 Обмен данными между таблицами проекта и таблицами Excel................................................................. 17

4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦИЛИНДРА............................................................................... 18

4.1 Предварительное проектирование цилиндра ................................................................................................ 18 4.1.1 Задание исходных параметров для предварительного проектирования..................................................... 18

4.2 Окно “Цилиндр ”................................................................................................................................................. 20 4.2.1 “Оптимизация цилиндра S1” ........................................................................................................................... 21 4.2.2 Конструирование цилиндра............................................................................................................................. 21

5 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ОТДЕЛЬНОЙ СТУПЕНИ ПО СРЕДНЕМУ ДИАМЕТРУ .......................................................................................................................... 22

5.1 Окно Ступень....................................................................................................................................................... 22

5.2 Расчет ступени ..................................................................................................................................................... 23

5.3 Оптимизация ступени S1 ................................................................................................................................... 23



3 / 62


5.4 Оптимизация ступени S2 ................................................................................................................................... 24

5.5 Оптимизация ступени S1/S2 .............................................................................................................................. 25

6 ОДНОМЕРНЫЙ (1D) РАСЧЕТ .................................................................................... 26

6.1 Окно одномерного расчета ................................................................................................................................ 26

6.2 Вызов одномерного расчета .............................................................................................................................. 27

6.3 Загрузить/Сохранить данные ........................................................................................................................... 27

6.4 Применить / отменить изменения.................................................................................................................... 27

6.5 Выбор графиков .................................................................................................................................................. 28

6.6 Выбор режима Цилиндр / Ступень .................................................................................................................. 28

6.7 Вызов 1D AxPLAN ( планирование эксперимента в 1D) ............................................................................ 28

7 ОСЕСИММЕТРИЧНЫЙ (2D) РАСЧЕТ СТУПЕНИ ...................................................... 29

7.1 Окно осесимметричнoго расчета...................................................................................................................... 29

7.2 Панель инструментов окна осесимметричнoго расчета .............................................................................. 30

7.3 Вызов осесимметричнoго расчета .................................................................................................................... 30

7.4 Загрузить/Сохранить данные ........................................................................................................................... 31

7.5 Применить / отменить изменения.................................................................................................................... 31

7.6 Выбор графиков .................................................................................................................................................. 31

7.7 Вызов 2D AxPLAN ( планирование эксперимента в осесимметричном расчете.................................... 31

8 ПРОФИЛИРОВАНИЕ ПЛОСКИХ РЕШЕТОК ............................................................. 32

8.1 Окно профилирования ....................................................................................................................................... 32

8.2 Панель инструментов окна “Профилирование”........................................................................................... 33

8.3 Контекстное меню профилирования ............................................................................................................... 35

9 ПРОСТРАНСТВЕННОЕ ПРОФИЛИРОВАНИЕ ПЕРА ЛОПАТКИ ............................ 36

9.1 Окно пространственного профилирования ................................................................................................... 36

9.2 Панель инструментов окна пространственного профилирования............................................................ 37

9.3 Использование подокна 3D изображения пера лопатки .............................................................................. 39 9.3.1 Отображение одной лопатки и венца ............................................................................................................. 39 9.3.2 Управление отображением в подокне 3D ...................................................................................................... 39



4 / 62


9.3.2.1 Управление отображением в подокне 3D в режиме одной лопатки .................................................. 39 9.3.2.2 Управление отображением в подокне 3D в режиме венца.................................................................. 40

9.3.3 Управление отображением в подокне эскиза решетки ................................................................................. 40 9.3.4 Редактирование в графическом режиме в подокне графиков ...................................................................... 41

10 ПЛАНИРОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА В СИСТЕМЕ AXSTREAM........................... 42

10.1 Вызов ПЭ в одномерной (1D) постановке ....................................................................................................... 42

10.2 Окно планирования эксперимента AxPLAN ................................................................................................. 42

10.3 Формирование плана эксперимента................................................................................................................ 42 10.3.1 Выбор типа плана эксперимента ................................................................................................................ 43 10.3.2 Выбор типа задачи одномерного расчета .................................................................................................. 43 10.3.3 Выбор переменнных и функций отклика .................................................................................................. 43

10.4 Результаты эксперимента.................................................................................................................................. 46

10.5 Визуализация результатов планирования эксперимента ........................................................................... 47

10.6 Интерфейс оптимизация по результатам планирования эксперимента ................................................. 48 10.6.1 Закладка Параметры .................................................................................................................................... 49 10.6.2 Закладка Функции ....................................................................................................................................... 49 10.6.3 Закладка «Переменные».............................................................................................................................. 50 10.6.4 Закладка Оптимизация ............................................................................................................................... 51

11 ФОРМИРОВАНИЕ И ВЫВОД ОТЧЕТОВ ............................................................... 52

11.1 Вызов формирования отчетов .......................................................................................................................... 52

11.2 Диалог формирования отчетов......................................................................................................................... 53

12 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АТАЛАСА ПРОФИЛЕЙ.......................................................... 55

12.1 Вызов Атласа ....................................................................................................................................................... 55

12.2 Окно Атлас ........................................................................................................................................................... 55 12.2.1 Панель инструментов окна “Атлас”........................................................................................................... 57 12.2.2 Подокно Дерево профилей.......................................................................................................................... 57 12.2.3 Подокно координат...................................................................................................................................... 58 12.2.4 Подокно характеристик профиля ............................................................................................................... 59

12.3 Операции с Атласом .......................................................................................................................................... 60

13 ЕКСПОРТ И ИМПОРТ ГЕОМЕТРИИ ЛОПАТКИ В FEA. CFD. CAD ...................... 61

13.1 Команды экспорта / импорта ............................................................................................................................ 61

13.2 Особенности применения команд экспорта ................................................................................................... 62



5 / 62


1 Введение Настоящий документ описывает использование графического интерфейса системы AxSTREAM Графический интерфейс AxSTREAM состоит из интерфейсов входящих в AxSTREAM задач :

• Проект -задача управления базой данных проекта) • Цилиндр – задача проектированиа и оптимизации цилинра • Ступень – задача проектированиа и оптимизации отдельной ступени • Одномерный расчет – задача одномерного поверочного расчеа цилиндра и ступени • Двухмерный расчет – задача осесимметичного поверочного расчеа ступени • Профилирование – задача проектирования и анализа плоских решеток профилей • Лопатка – задача пространственное профилирование пера лопатки • Атлас- задача управления базой данных хранимых профилей

2 Запуск системы AxSTREAM

2.1 Главное окно AxSTREAM

Рис. 1 Главное окно AxSTREAM

На рис. 1 показан вид главного окна AxSTREAM непосредственно после запуска .(т.е. до создания нового или открытия существующего проекта. Система AxSTREAM в настоящий момент поддерживает два языка интерфейса : русский и английский. Английский интерфейс устанавливается по умолчанию после установки AxSTREAM. Переключение языка интерфейса производится комбинацией клавиш CTRL+ALT+SHIFT+F12 Переключении следует производить до открытия проекта или при закрытых окнах проектов.



6 / 62


2.2 Панель инструментов главного окна AxSTREAM

Рис. 2 Панель инструментов главного окна после запуска AxSTREAM

Непосредственно после запуска AxSTREAM на панели инструментов главного окна доступны кнопки показанные на рис.2. Для продолжения работы запущенная система AxSTREAM должна иметь доступ к корректной лицензии. Система AxSTREAM поддерживает два вида лицензий : локальную и сетевую (плавающую) Локальная лицензия привязана к конкретному компьютеру (конфигурации оборудования) и не может быть перенесена на другой компьютер. Сетевая лицензия устанавливается на отдельный компьютер(сервер лицензий) и дает возможность запуска AxSTREAM на любом компьютере, имеющим TCP/IP доступ к серверу лицензий . Порядок получения локальной и сетевой лицензий и их активизация на компьютере пользователя описан в Руководстве по установке системы AxSTREAM [1]. В настоящем документе полагается, что на компьютере пользователя установлен полный комплект лицензий (лицензированы все опции) AxSTREAM .

Новый проект

Открыть проект

Регистрация локальной лицензии

Упрвление сетевой лицензией

Контекстная помощь

Помощь



7 / 62


3 Проект AxSTREAM

3.1 Создание нового проекта Процедура создания хового проекта вызывается из главного меню AxSTREAM командами Файл.-> Новый или Кнопкой «Создать новый проект» на панели инструментов AxSTREAM

Процедура создания нового проекта выводит диалог установки параметров нового проекта

Рис. 3 Диалог создания нового проекта При создании проекта для предварительного проектирования (с нуля) проект может быть создан с параметрами по умолчанию ( 1-ступень, 1- радиус) . Необходимое количество ступеней будет определено в процессе проектирования. При создании проекта для анализа существующей конструкции рецомендуется на этапе создания нового проекта указать необходимое к-во ступеней и промежуточных сечений.(радиусов).. В колонке “Тип” выбирается тип машины турбина или компрессор и типы ступеней. Кроме того должен быть установлен признак ”Режим анализа” для всей машины Тип рабочего теле и коэфициент избытка воздуха ( для газа) являются необходимыми параметрами для всех вариантов.



8 / 62


3.2 Панель инаструментов AxSTREAM режиме “Проект”

Новый проект

Открыть проект

Сохранитьпроект

Печать отчета

Окно Атлас

Окно Проект

Окно Цилиндр

Окно Ступень

Окно 1D расчет

Окно 2D расчет

Окно Профилиров

Окно Лопатка

Контроль полноты данных

Журнал восстановления

Запись комментаия в журнал

Запись сценария

Воспроизведение сценария

Запись комментаия в сценарий



9 / 62


3.3 Окно “Проект” Управление проектом производится посредством окна Проект.

Рис. 4 Окно Проект

В окне Проект отображаются

1. Дерево проекта (Структура проекта) 2. Таблица характеристик выбранного объкта проекта 3. Протокол сообщений AxSTREAM

1 3

2



10 / 62


3.3.1 Дерево (структура) проекта Красные значки возле объектов обозаначают , что в этих объектах имеются поля данных, которые должны быть обязательно заполнены .

Рис. 5 Параметры профилирования и представления ,

Справа от наименования сечения приведены значения параметров профилирования, установленные для данного сечения направляющей и рабочей лопаток соответственно. Параметры профилирования могут иметь значения :

• Макромодель – профиль представлен в проекте математической моделью, реальная геометрия отсутсвует

• Стандартный – профиль применен из Атласа стандартых профилей. • Профилирование- профиль специально спрофилирован в системе AxSTREAM,

Значения параметров профилирования для сечения: НЛ, РЛ



11 / 62


3.3.2 Закладка “Свойства На закладке “СвойстваЭ выводится таблица характеристик отображаются проектные и расчетные данные выбранного в дереве объкта проекта, их наименования и единицы измерения. Красными значками обозначены поля, минимально необходимые для работы AxSTREAM.

Рис. 6 Таблица характристик

Установка фильтр полей определяет какие поля будут отображаться в таблице. Возможные установки фильтра :

• Показать все поля • Показать обязательные поля • Показать вводные поля

Фильтр показа полей



12 / 62


3.3.3 Закладка “Групповое редактирование”

Рис. 7 Закладка “Групповое редактирование”

На закладке “Групповое редактирование выводятся значения выбранной в фильтре характеристики по всен ступеням/радиусам. Выделенное значение может быть распространео на данныю ступень/все ступени – кнопки “Применить к ступени” / “Применить ко всем”

Фильтр характеристик



13 / 62


3.3.4 Закладка “Модели” На закладке “Модели” отображаются доступные для использованивя в проекте модели потерь, рабочих тел . Модели могут быть встроенными и внешними. Внешние(– пользовательские модели) представлены в виде дынамических библиотек

Выбор конкретной модели для того или иного объекрта производится непосредственно на закладке “Свойства”

Рис. 8 Закладка “Модели”

Описание пользовательской

модели

пользовательская модель утечек



14 / 62


3.3.5 Закладка “Материалы” На закладке “Материалы” отображаются доступные для использованивя в проекте материалы Закладка “Материалы” позволяет :

- анализировать характеристики материалов, доступных в проекте - подключать внешние пользовательские базы материалов - создавать новые пользовательские базы материалов

Выбор конкретных материалов для того или иного объекрта производится непосредственно на закладке “Свойства”

Рис. 9 Закладка “Материалы”AxSTREAM v2.0 Примечание : В версиях AxSTREAM 1.6.xx закладке “Материалы” только тображает доступные для использованивя в проекте материалы . Функции работы с базаби материалов доступны только начиная с версии 2.0



15 / 62


3.4 Настройки проекта

3.4.1 Установка системы единиц измерения Установка системы единиц измерения вызывается из главного меню AxSTREAM командой Настройки-> Единицы измерения

Рис. 10 Диалог установки системы единиц

измерения

Установка системы единиц измерения вызывается из главного меню AxSTREAM командой Настройки-> Единицы измерения Кнопки выбора “Британская ” / “Метрическая” / “Смешанная” устанавливают набор единиц доступных для выбора. Кнопки “Система SI” / “Система IP” устанавливают стандартный набор единиц для выбранной системы. Выбранный набор единиц измерения сохраняется в проекте



16 / 62


3.4.2 Управление состоянием проекта Во избежания искажения данных проекта, AxSTREAM в процессе проектирования отслеживает, какие задачи были выполнены для каждой ступени и блокирует выполнение надач нижнего уровня , если для данной ступени уже була вуполнена задача болле высокого уровня. Управление состоянием проекта вызывается из главного меню AxSTREAM командой Настройки-> Состояние проекта Состояние проекта определяется тем, какие этапы (уровни) проектирования были выполнены по каждой из ступеней турбины. Уровень проектирования определяет какие задачи могут быть выполнены для данной ступени при данном состоянии проекта. Определены следующие этапы (уровни) преектирования :

1. Предварительное проектирование 2. 1D (одномерный расчет) 3. 2D (осесимметричный расчет)

Рис. 11 Состояние проекта после одномерного (1D) расчета

Рис. 12 Состояние проекта после осесимметричного (2D) расчета

Рис. 13 Диалог управления состоянием проекта

Установка режима “Анализ

Выполненные этапы

Блокированные этапы



17 / 62


Предварительное проектирование Этап предварительного проектирования считается выполненным после выполнения предварительного проектирования цилиндра (п.4.1) 1D (одномерный расчет) Этап 1D одномерный расчет считается выполненным после выполнения Одномерного расчета и сохранения результатов. 2D (осесимметричный расчет) Этап 2D осесимметричный расчет считается выполненным после выполнения Осесимметричного (2Д) расчета и сохранения результатов.

Выполнение любого этапа автоматески фиксирует все предыдущие этапы как выполненные. Отмена состояния “Готово” автоматески фиксирует все последующие этапы как не выполненные.

3.5 Обмен данными между таблицами проекта и таблицами Excel Талицы AxSTREAM поддерживают операции копирования данных в/из таблиц EXCEL. Функции копирования вызываются вызовом копнтекстного меню (щелчком правой клавиши мыши) на заголовке таблицы. Операции копирования возможны для таблицы в целом и для отдельного столбца таблицы .

Рис. 14. Контекстное меню таблицы

Контекстное меню таблицы



18 / 62


4 Проектирование цилиндра В общем случае проектирование цилиндра турбины в системе AxSTREAM выполняется по следуюшим этапам :

• Создание нового проекта • Предварительное проектирование • Оптимизация в направлении S1 • Конструирование

4.1 Предварительное проектирование цилиндра . Предварительное проектирование вызывается кнопкой “Цилиндр ” окне “Проект” непосредственно после создания нового проекта. В дальнейшем предварительное проектирование может быть вызвано для перепроектирования из панели инструментов окна “Цилиндр” .

Рис. 15. Вызов проектирования кнопкой “Цилиндр ” окна “Проект

4.1.1 Задание исходных параметров для предварительного проектирования Исходные режимные и геометрические параметры для предварительного проектирования Задаются в диалоге предварительного проектирования цилиндра.

Цилиндр



19 / 62


Рис. 16 Диалог Предварительное проектирования

1

34

5 6



20 / 62


4.2 Окно “Цилиндр ” Окно “Цилиндр” отображает IS- диаграмму и эскиз всей проточной части и

Рис. 17. Окно “Цилиндр”

Расчет цилиндра

Перепроектирование цилиндра

Оптимизация цилиндра S1

Конструирование цилиндра



21 / 62


4.2.1 “Оптимизация цилиндра S1” Диалог “Оптимизация цилиндра S1” вызывается кнопкой на панеле инаструментов окна “Цилиндр” или командой главногого меню Цилиндр-> Оптимизация S1.. Команда главногого меню Цилиндр доступна только при открытом окне “Цилиндр” Диалог “Оптимизация цилиндра S1” в силу схожести применяемых методов оптимизации унифицирован с диалогом оптимизации ступени. В процессе оптимизации цилиндра используется только левая часть диалога.

Рис. 18 Диалог “Оптимизация цилиндра S1”

Оптимизация цилиндра может выполняться в нескольких постановках. Постановка задачи оптимизации осуществляется выбором соответствующих установок в комбо-боксах “Диафрагма”, “Рабочее колесо” и “Критерий качества”

4.2.2 Конструирование цилиндра Конструирование цилиндра выполняет взаимную подгонку размеров отдельных элементов цилиндра. Конструирование цилиндра вызывается кнопкой на панеле инаструментов окна “Цилиндр” или командой главногого меню Цилиндр-> Конструирование.. Команда главногого меню Цилиндр доступна только при открытом окне “Цилиндр”



22 / 62


5 Проектирование и оптимизация отдельной ступени по среднему диаметру

5.1 Окно Ступень Проектирование и оптимизация отдельной ступени по среднему диаметру выполняется в окне «Ступень»

Рис. 19 Окно Ступень

В подокнах окна Ступень отображаются

• IS диаграмма, • Эскиз, расчетные параметры ступени , эскиз плоской решетки на текущем сечении • Треугольники скиростей

Внимание : Отображение эскиза плоской решетки зависит оп установок режима профилиртования для данного сечения

Оптимизация S1 Оптимизация S1

Навигация по ступеням и сечениям



23 / 62


5.2 Расчет ступени Расчет ступени вызывается кнопкой “Расчет ступени” панели инструментов окна “Ступень”или из главного меня командой Ступень->Расчет. Если согласно состоянию проекта задачи проектирования не блокированы – расчет ступени происхоит автоматически , при исменении параметров. В просессе расчета ступени решается обратная одномерная задача.

5.3 Оптимизация ступени S1 Оптимизация ступени на поверхности S1(в тангенциальном направлении) вызывается кнопкой “Оптимизация S1” панели инструментов окна “Ступень”или из главного меня командой Ступень-> Оптимизация->Метод S1.

Рис. 20 Диалог оптимизации S1

Диалог оптимизации S1 работает aналогичено диалогу оптимизации цилиндра



24 / 62


5.4 Оптимизация ступени S2 Оптимизация ступени на поверхности S2(в меридиональной плоскости) вызывается кнопкой “Оптимизация S2” панели инструментов окна “Ступень”или из главного меня командой Ступень-> Оптимизация->Метод S2.

Рис. 21 Диалог оптимизации S2

Критерий качества (оптимизации) может быть выбран как :

• Максимум мощности • Максимум суммы мощности и потери с выходной скорости т.е. КПД по полным

параметрам Если опция Ручной не установлена, диапазоны поиска для вариируемых параметров настраиваются автоматически (как +/- 20% от знаения параметра для лучшей точки на шаге поиска . При установке опции Ручной диапазоны поиска не изменяются . Кнопка Поиск вызывает поиск лучшего варианта по сревнению с ранее начальными значениями критериев.



25 / 62


Кнопка Продолжение поиска вызывает поиск лучшего варианта по сревнения с ранее найденным .( в пределах данного сеанса работы AxSTREAM). T.е. после рестарта AxSTREAM поиск будет производится сначала.

5.5 Оптимизация ступени S1/S2 Оптимизация ступени на поверхности S1/S2 вызывается кнопкой “Оптимизация S1/S2” панели инструментов окна “Ступень”или из главного меня командой Ступень-> Оптимизация->Метод S1/S2.

Рис. 22 Диалог оптимизации S1/S2

Функция “Оптимизация S1/S2 “ производит одnовременую оптимизацию на поверхностях S1 и S2 Диалог “Оптимизация S1/S2” является комбинаций диалогов Оптимизация S1 и Оптимизация S2.



26 / 62


6 Одномерный (1D) расчет Одномерный (по среднему диаметру ) расчет выполняется как прямая задача для цилиндра в целом так и для отдельной ступени.

6.1 Окно одномерного расчета

Рис. 23 Окно одномерного расчета в режиме «Цилиндр»

Окно состопт из подокон

1. Таблицы данных цилинра/ступени 2. Области графического представления результатов 3. Подробного протокола 1D решателя

1

3

2

Выполнить расчет

Загрузить / сохранить данные

Oтменить изменения

1D AxPLAN

Выбор графиков

Выбор реьима Цилиндр/ Ступень

Выбор ступени



27 / 62


6.2 Вызов одномерного расчета Одномерний расчет вызывается кнопкой “Выполнить Расчет” панели инструментов окна “Одномерний расчет”или из главного меня командой Одномерний расчет ->Расчет.

Рис. 24 Диалог параметров одномерного расчета

6.3 Загрузить/Сохранить данные Одномерный расчет работает на собственной копии данных цилиндра (локальной базе), которая синхронизируется с основной базой проекта при выполнении функций Загрузить/Сохранить данные. Фунция Сохранить данные записывает в основную базу проекта данные по всему цилиндру независимо от того, какой режим Цилиндр или Ступень установлен в окне одномерного расчета.

6.4 Применить / отменить изменения Фунция Применить / отменить изменения позволяет применить или отменить результаты графичесгого интерактивого редактирования углов решеток на окне графиков. Фунция Применить сохраняет результаты редактирования в локальной базе. И для использования их в проекте необходимо выполнить функцию Сохранить данные.



28 / 62


6.5 Выбор графиков Кнопки выбора графиков позволяют для каждой ступени цилиндра отобразить в окне графиков :

• Основные углы решеток ( с возможностью графического редактирования) • Значения скоростей за соплом • Реактивности, числа Маха • Потери

6.6 Выбор режима Цилиндр / Ступень При включенном режиме Цилиндр в таблицу результатов выводятся результаты по всему цилиндру При включенном режиме Ступень в таблицу результатов выводятся по результаты выбранной ступени

6.7 Вызов 1D AxPLAN ( планирование эксперимента в 1D) Кнопкя 1D AxPLAN вызывает встроенную функцию планирования эксперимента настроенную на решение задач в одномерной постановке.



29 / 62


7 Осесимметричный (2D) расчет ступени Осесимметричный (2D ) расчет выполняется как прямая задача для отдельной ступени.

7.1 Окно осесимметричнoго расчета

Окно состопт из подокон

1. Таблицы результатов расчета ступени 2. Области графического представления результатов 3. Подробного протокола 2D решателя

1

4

32



30 / 62


7.2 Панель инструментов окна осесимметричнoго расчета

7.3 Вызов осесимметричнoго расчета Непосредственно сам осесимметричный расчет вызывается кнопкой “Выполнить Расчет” панели инструментов окна “Одномерний расчет”или из главного меня командой 2D поток ->Расчет.

Рис. 25 Диалог параметров осесимметричнoго расчета

Выполнить расчет

Загрузить данные

Применить изменения

2D AxPLAN

Выбор графиков

Сохранить данные

Выбор ступени



31 / 62


7.4 Загрузить/Сохранить данные Осесимметричный расчет работает на собственной копии ступени (локальной базе), которая синхронизируется с основной базой проекта при выполнении функций Загрузить/Сохранить данные. Фунция Сохранить данные записывает в основную базу проекта данные по рссчитанной ступени независимо от того, какоая текущая ступень установлена в проекте..

7.5 Применить / отменить изменения Фунция Применить / отменить изменения позволяет применить или отменить результаты графичесгого интерактивого редактирования углов решеток на окне графиков. Фунция Применить сохраняет результаты редактирования в локальной базе. И для использования их в проекте необходимо выполнить функцию Сохранить данные.

7.6 Выбор графиков Кнопки выбора графиков позволяют отобразить в окне графиков :

• Основные углы решеток по сечениям ( с возможностью графического редактирования) • Значения скоростей за сопловым колесом по сечениям • Значения скоростей за рабочим колесом по сечениям • Реактивности, числа Маха по сечениям • Коэффициент скорости,относительные потери по сечениям

7.7 Вызов 2D AxPLAN ( планирование эксперимента в осесимметричном расчете

Кнопкя 2D AxPLAN вызывает встроенную функцию планирования эксперимента настроенную на решение задач в осесимметричной постановке.



32 / 62


8 Профилирование плоских решеток Профилиривание плоских решеток профилей вызывается кнопкой “Профилирование” панели инструментов окна “Проект”или из главного меня командой Задачи->Профиль.

Рис. 26 Вызoв профилирования плоских решеток

8.1 Окно профилирования

Рис. 27 Окно «Профилирование»

Профилирование

1 2 3



33 / 62


Окно «Профилирование» состопт из подокон :

1. Таблицы результатов расчета профиля 2. Эскиз решетки профилей 3. Области графического представления результатов расчета профиля

8.2 Панель инструментов окна “Профилирование”

Оптимизация по кривизне

Оптимизация по

потерям

Выбор ступени/сечения

Выбор типа решетки

Профилирование по двум сторонам

Эпюра коэффициент теплоотдачи

Эпюра Скорости

(Мах)

Эпюра давления

Эпюра кривизна

Эпюра толщина потери

импульса

Свертка эпюр

Парамеры потока

Загрузка текущего профиля

Показать импортированный

профиль

Сохранить профиль в проект

Сохранить профиль в Атлас

Сохранить профиль как

теневой

Профилирование по средней линии

Профилирование по средней линии

Редактирование сплайнов

Включение окна бегунков

Включение редактирования

профиля



34 / 62


Загрузка текущего профиля – Загружает профиль быбранного сечения в локальную базу Профилирования. Профилирование работает на собственной копии данных цилиндра (локальной базе), которая синхронизируется с основной базой проекта при выполнении функций Загрузить/Сохранить профиль в проект. Включение редактирования профиля – по умолчанию загруженный профиль всегда готов к редектированию. Если выбранное сечение представлено макромоделью Включение редактирования переводитпрофиль в регим профилирования Сохранить профиль в проект – сохраняеет профиль из локальной базы Профилирования в базу поекта. Показать импортированный профиль- показывает профиль импортированный извне (См операцию Импорт геометрии лопоатки) Эпюра коэффициент теплоотдачи - влючает отображение эпюры распределения коэффициентов теплоотдачи по контуру профиля Эпюра Скорости (Мах) - включает отображение эпюры распределения относительной скорости (Мах) по контуру профиля Эпюра давления - включает отображение эпюры распределения относительного давления по контуру профиля Эпюра кривизна - включает отображение эпюры распределения относительного давления по контуру профиля Эпюра толщина потери импульса - включает отображение эпюры толщины потери импульса по контуру профиля Свертка эпюр – показывает эпюры в развернутом - (Спинка- Вх. Кромка- Корытце- - Вых. Кромка) или в свернутом – (Вх. Кромка- - Вых. Кромка) Парамеры потока – параметры потока при которых рассчитывается эпюра обтекания Выбор ступени/сечения – Выбор ступени/сечениядля профилирования. Выбранное сечение автоматищески загруюается в локальную базу профилирования. Выбор типа решетки- переключение между направляюшей и рабочей решетками данного радиуса Профилирование по двум сторонам - включает режим профилирования то стороне давлвниа/стороне разрежения. Профилирование по средней линии - включает режим профилирования то средней линии ис симметричным распределением толшины..



35 / 62


Редактирование сплайнов- включает режим редактирования сплайнов по контрольным точкам. Включение окна бегунков- включает окно бегунков для быстрого поиска корректных параметров профиля.

8.3 Контекстное меню профилирования

Контекстное меню профилирования вызывается щелчком правой клавиши мыши) на кне профилей. Контекстное меню управляет отображением дополнительных геометрических построений на кне профилей.

Рис. 28 Контекстное меню профилирования



36 / 62


9 Пространственное профилирование пера лопатки При пространственном профилирования пера лопатки производится ?????????????????????из Анализ ????????????????????? Редактирование (корректировка) ?????????????????????

9.1 Окно пространственного профилирования

Окно пространственного профилирования состоит из подокон

1. Трехмерного отображения пера лопатки 2. Эскиза плоской решетки для выбранного сечения 3. Области графического представления парамеров пера лопатки

1

32



37 / 62


9.2 Панель инструментов окна пространственного профилирования

Продолжение 1 панели инструментов

Продолжение 2 панели инструментов

1. Выбор ступени

2. Выбор сечения

3. Показать лопатку

4. Показать венец

5. Угол входа

6. Угол выхода

7. Угол установки

8. Угол заостр. входн. кромки

9. Угол отгиба вых. кромки

10. Угол заостр. входн. кромки

11. Хорда

12. Радиус входн. кромки

17. Напряжение на выходн.

18. Напряжение растяжения

20. Максимальная толщина профиля

13. Радиус входн. кромки

14. Площадь профиля

15 Напряжение на входн. кромки

19. Коорд. максимума. толщины профиля

16. Напряжение на выходн. кромки

21. Абсцисса центра масс

22. Ордината центра масс

23. Абсцисса входн. кромки

24 Ордината входн. кромки

25. Абсцисса выходн. кромки

26. Ордината выходн. кромки

27. Позиционирование абсциссы/ординаты ЦМ

28. Применить изменения

29. Отменить изменения



38 / 62


Кнопки ”Выбор ступени” и ”Выбор сечения”( 1,2) предназначены для выбора ступени (1) и сечения (2) для отображения в окне пространственного профилирования. Переход от ступени к ступени и от сечения к сечению изменяет положение текущей ступени и текущего сечения в проекте. При нажатии на кноку “Показать лопатку” (3), в подокно 1 (Трехмерного отображения пера лопатки) выводится изображение одной лопатки. При нажатии на кноку “Показать венец” (4), в подокно 1 (Трехмерного отображения пера лопатки) выводится изображение лопаточного венца. Кнопки 4-26 включают/выключают отображение распределения соответствующих параметров вдоль пера лопатки. Примечание:

• абсциссы/ординаты элементов профиля отображаемые по кнопкан 21-26 вычисляются в отдельных системах координат для каждого профиля привязнным к выходной кромке профиля в установленном положении.

Кнопки “Позиционирование центра масс” (27) выводят положение центра масс профилей относительно центра насс корневого сечения. Кнопка “Применить изменения” (28) позволяет записать результаты графического редактирования в базу проекта . Кнопка “Отменить изменения” (29) отменяет результаты графического редактирования. Примечание : Результаты графического редактирования уже записанные в базу проекта по кнопке “Применить изменения” не могут быть отменены.



39 / 62


9.3 Использование подокна 3D изображения пера лопатки

9.3.1 Отображение одной лопатки и венца В зависимости от выбранной функции (кнопки) “Показать лопатку” или “Показать венец” в подокне 3D отображается одна лопатка или венец.

Рис. 29 Отображение одной лопатки и венца

9.3.2 Управление отображением в подокне 3D 9.3.2.1 Управление отображением в подокне 3D в режиме одной лопатки Управление дополнительными возможностями отображения производится через контекстное меню, вызываемое щелчком правой кнопки мыши на подокне 3D. При отображении одной лопатки доступны опции “Сплошное тело” и “Сечения”. При выборе опцоии “Сечения”, становятся доступными опции “Опорный полигон NURBS” и “Точки на профиле”

Рис. 30 Режим “Сплошное тело” Рис. 31 Режим “Только сечения”



40 / 62


9.3.2.2 Управление отображением в подокне 3D в режиме венца

. В режиме венца доступны опции “Сплошное тело” и“Только сечения”, “Корневой обод”, “Наружный обод”, “ Две лопатки на диске”

Рис. 32 Контекстное меню в режиме Венец Рис. 33 Режим “Две лопатки на диске”

9.3.3 Управление отображением в подокне эскиза решетки Управление дополнительными возможностями отображения производится через контекстное меню, вызываемое щелчком правой кнопки мыши на подокне эскиза.

Рис. 34 Подокно эскиза решетки и его контекстное меню



41 / 62


9.3.4 Редактирование в графическом режиме в подокне графиков Подокно графиков служит для отображения распределения параметров профилей сечений вдоль пера лопатки. В подокне графиков возможно графической корректировки значений отображаемых параметров.

Рис. 35 Подокно графиков

На графиках корректируемых параметров точки обозначают значения параметров, которые могут быть изменены. Управление подокном графиков с помощью мыши :

Левая кнопка = панорамирование Колесо мыши – масштаб Ctrl+ Левая кнопка – редатирование (перемещение точек) Для захвата редактируемой точки при нажатом Ctrl, курсор должен быть помещен в середину точки и только после этого нажата Левая кнопка мыши.

Управление подокном графиков с помощью клавиатуры : Стрелки – панорамирование Cntrl+PageDown/PageUp – масштаб Home – заполнение окна

Примечание : Поскольку редактируются только значения параметров, перемещение точек возможно только по вертикали.

Некорректируемый параметр

Корректируемый параметр



42 / 62


10 Планирование эксперимента в системе AxSTREAM Применение методов планирования эксперимента (ПЭ ) является очень мощным и эффективным инструментом для решения задач анализа и оптимизации проточной части турбины. Применение ПЭ оказывается оправданным в силу возможности достаточно точной аппроксимации характеристик проточной части турбины в зависимости от режимных и геометрических параметров конструкции.

10.1 Вызов ПЭ в одномерной (1D) постановке Оптимизация и построение характеристик методом ПЭ в одномерной (1D) постановке проиводится в окне “1D AxPLAN”, которое вызывается кнопкой “Профилирование” панели инструментов окна “Одномерный рсачет”или из главного меня командой Одномерный рсачет ->Создать план

Рис. 36 Вызoв ПЭ в одномерной (1D) постановке

10.2 Окно планирования эксперимента AxPLAN

10.3 Формирование плана эксперимента Формирование плана эксперимента оссуществляется на закладке “План эксперимента” окна AxPLAN

Кнопкя 1D AxPLAN



43 / 62


Рис. 37 Закладкa “План эксперимента” окна AxPLAN

10.3.1 Выбор типа плана эксперимента Выбор типа плана эксперимента выполняется с помощью комбобокса “Тип плана”.

10.3.2 Выбор типа задачи одномерного расчета Выбор типа задачи одномерного расчета производится в диалоге “Параметры одномерного расчета”, который вызывается кноплкой “Выбор задачи”. Диалог “Параметры одномерного расчета”, полностью идентичен диалогу который описан в п. 6.2 Вызов одномерного расчета.

10.3.3 Выбор переменнных и функций отклика Под переменными здесь и далее понимаются входные параметры , под функциями отклика – выходные параметры . Окна выбора переменных и функций отклика появляются после закрытия диалога “Параметры одномерного расчета”.

Выбор типа плана

Выбор типа задачи



44 / 62


Рис. 38 Окна выбора переменных и функций отклика Непосредственн выбор осуществляется отметкой соответствующий строк в деревьях моделей и функций отклика. Количество выбранных переменных определяет размерность задачи . Максимальное количество переменных для одного плана равно 20. В таблице переменных дополнительно могут быть скорректированы диапазоны изменения независимых переменных, а также типы и параметры их преобразований (ассоциаций). Кнопки “Выбрать функции” и “Выбрать переменные” подтверждают выбранные переменные и функции и вызывают отображение их в таблицах.

Дерево выбора функций отклика

Дерево выбора переменных



45 / 62


Рис. 39 Окно плана после выбора переменных и функций Сформированный план должен быть рассчитан. Расчет плана запускается кнопкой ”Вычислить”. После расчета плана становятся доступными остальные закладки окна AxPLAN. Рассчитанный план может быть сохранен во внешнем файле. Сохранение плана вызывается кнопкой “Сохранить план” на закладке “План эксперимента” окна AxPLAN. Сохраненный план может быть снова загружен из внешнего файла. Загрузка плана вызывается кнопкой “Загрузить план” на закладке “План эксперимента” окна AxPLAN.

Таблица функций отклика

Таблица переменных

Запуск расчета плана



46 / 62


10.4 Результаты эксперимента Результаты (численного) эксперимента отображаются на закладке “Результаты эксперимента” . Комбобокс “Функция отклика ” позволяет выбрать функцию отклика для анализа . N левых стобцов в таблице результатов (N-количество выранных переменных) содержат значения переменных (входных параметров) в точках плана. Два правых столца содержат соответственно значения выбранной функции отклика вычисленные в численном эксперименте(по физической модели) и вычисленные по макромодели для данной точки плана.

Рис. 40 Окно результаов после после выбора переменных и моделей Кнопка «Рассчитать точку плана» позволяет временно перейти к расчетной задаче (в данном случае задаче одномерного расчета) для дополнительной проверки результатов. После закрытия окна расчетной задачи, окно AxPLAN открывается автоматически.

Выбор целевой функции

Набор точек эксперимента

Результа численного эксперимента

Результа расчета на

макромодели



47 / 62


10.5 Визуализация результатов планирования эксперимента Результаты планирования эксперимента визуализируются на закладке “Топограмма”.

Рис. Рис. 41 Окно визуализации результаов ПЭ

В таблице переменных должны быть выбраны (отмечены ) две переменных (входных параметра) , которые будут оцями координат топограммы. Минимальное и максимальноое значения зафиксированы на этапе формирования плана и не могут быть изменены. Значения переменных в столбце “Текущее значение” для переменных не выбранных в качестве осей, означают параметры при которых построена топограмма. Эти значения могут быть изменены в таблице. В таблице функций отклика) должны быть выбраны (отмечены ) те модели, линии уровня которых необходимо отобразить. Каждая ячейка таблицы моделей управляет одной из линий уровня соответствующей функции отклика. Линии уроня выводятся для значений указанных в ячейках таблицы. По умолчанию в ячейки подставляются значения функций отклика в рассчитанных точках плана, однако они могут быть изменены в пределах вычисленных минимума и максимума соответствующей функции отклика, что позволяет сгустить линии уровня на интересующем диапазоне.

Выбор переменных для осей топограммы

Выбор отображаемых функций отклика Включение 3D

отображения



48 / 62


Кнопка Включение 3D отображения – включает пространственного представлениие поверхностей образуемых функциями отклика.

Рис. 42 Пространственное представлениие поверхностей функцияий отклик

10.6 Интерфейс оптимизация по результатам планирования эксперимента

Оптимизация по результатам планирования эксперимента производится на закладке “Оптимизация” окна AxPLAN. Результат эксперимента используемый для оптизации приведен на ниже.



49 / 62


10.6.1 Закладка Параметры

Рис. 43 Закладка Параметры оптимизации

На Закладке Параметры устанавливается количество точек поиск оптимума и пределы изменения параметров поиска.

10.6.2 Закладка Функции На закладке Функции Критерии устанавливаются критерии и ограничения оптимизации. Значения в колонке Вес определяет характер участия соответствующей функции отклика в оптимизации. Нулевое значение определяет соответствующую функцию как ограничение оптимизации. Ненулевые значения являются весовыми коэффициентами , определяющими степень влияния данной функции на оптимальное решение. Отрицательные значения веса задают поиск минимума функции.

Рис. 44 Закладка Функции

Задание, приведенное выше, означает, что будет происходить оптимизация по критерию макси- мума КПД при ограничениях на мощность (во всем диапазоне моделирования) и рас- ход.



50 / 62


10.6.3 Закладка «Переменные» Диапазон значений параметров в котором производится поиск решения определяется на закладке «Переменные». По умолчания диапазоны берутся из плана эксперимента.

Рис. 45 Закладка Переменные



51 / 62


10.6.4 Закладка Оптимизация Непосредственно поиск оптимального варианта происходит при открытии закладки “Оптимизация”. Результаты оптимизации – пять лучших точек выводятся на закладку “Оптимизация”

Рис. 46 Закладка Оптимизация

Значения функций отклика приведенные на закладке “Оптимизация” вычислены на макромодели(функции отклика). Кнопка “Рассчитать точку плана” служит для проверки результатов на физической модели.. Для проверки необходимо выделить строку соответствующего решения и нажать кнопку “Рассчитать точку плана” . При этом диалог планирования эксперимента закрывается, а текущие значения переменных передаются в соответствующий решатель (задачу одномерного или осесимметричного расчета)



52 / 62


11 Формирование и вывод отчетов

11.1 Вызов формирования отчетов В системе AxSTREAM имеется возможность выводя результатов проектирования в виде отчета. Команды управления отчетами доступны по команде Файл меню окна Проект

Рис. 47 Команды управления отчетами в меню Файл

Команда формирования отчета

Команда просмотра отчета

Команда печати отчета



53 / 62


11.2 Диалог формирования отчетов Формирование отчета вызывается командой из главного меню командой Файл->Произвольный Отчет. При выполнении команды Файл->Произвольный Отчет.

Рис. 48 Диалог формирования отчетов.

Формирование содержимого отчета производится путем отметки в дереве проекта на диалоге отчета элементов, которые необходимо включить в отчет. Кнопка Построить выводит сформированный отчет в окно текстового редактора

Рис. 49 Отчет в окне текстового редактора.



54 / 62


Из окна редактора отчет может быть выведен на печать командой Файл->Печать



55 / 62


12 Использование аталаса профилей Алас профилей используется для:

• Хранения набора апробированных (стандатных) профилей • Сохранения профилей ис проекта для повторного применения, в том числе и в дригих

проектах • Создани новых и редактировние профилей в Атласе • Сохранания профилей импортированных в формате RTZT (CFX BladeGen)

В Атласе могут сохраняться как профили, заданные точками, так и профили заданные отрезками дуг и прямых (Сегментами).

12.1 Вызов Атласа Профилиривание плоских решеток профилей вызывается кнопкой “Атлас” панели инструментов окна “Проект”или из главного меня командой Задачи-> Атлас.

Рис. 50 Вызов Аптаса

12.2 Окно Атлас

Окно Атлас

1

43

2



56 / 62


Рис. 51 Окно Аптас



57 / 62


Окно «Атлас» состопт из подокон : 1. Дерева профилей 2. Таблицы координат точек/коррдинат сегментов профиля 3. Таблицы характеристик профиля 4. Эскиза профиля

12.2.1 Панель инструментов окна “Атлас”

Рис. 52 Панель инструментов окна Аптас ( в режиме редактирования профиля)

12.2.2 Подокно Дерево профилей

Рис. 53 Подокно дерва профилей и его контекстные меню

Новый Атлас

Редактировать профиль

Сохранить Атлас

Сохранить изменения

Удалить подтип (профиля)

Уровень Рабочая лопатка

Уровень Сопловая лопатка

Уровень Тип профиля

Уровень Подтип профиля



58 / 62


Для каждого уровня дерева профилей есть возможность вызвать контекстное меню, как показано на Рис.58 через правую кнопку мыши. Возможные действие над деревом определены в контекстных меню.

Профили заданные точками обозначены иконкой , а профили заданные сегментами

иконкой -

12.2.3 Подокно координат

Рис. 54 Подокно кординат для профиля заданного точками

Рис. 55 Подокно кординат для профиля заданного сегментами

X –начальной точки сегмента Y– ордината начальной точки сегмента R- радиус дуги.(если R=0 сегмент –отрезок прямой) Xc – абсцисса центра дуги



59 / 62


Yc – ордината центра дуги

12.2.4 Подокно характеристик профиля Подокно характеристик содержит список расчетных характеристик профиля. Значения характеристик автоматически перерасчитываются при корректировке профиля.

Рис. 56 Подокно характеристик профиля



60 / 62


12.3 Операции с Атласом

Рис. 57 Добавление нового типа профилей

Рис. 58 Добавление нового подтипа профилей

Рис. 59 Результат добавления нового типа и подтипа.

Кнопка Добавить тип

Кнопка Добавить подтип

Диалог Новый тип

Диалог Новый подтип

Новый тип и подтип добавленные в Атлас



61 / 62


13 Експорт и импорт геометрии лопатки в FEA. CFD. CAD Геометрическое представление лопаток , созданных в системе может быть экспортировано средствами AxSTREAM для дальнейшего FEA и CFD анализа и исползсования для окончательной конструкторской доработки в CAD системах. В AxSTREAM v1.4 имеются следующие возможности експорта / импорта : Експорт

a. Експорт ступени (сопловой и рабочей опаток) в формате curve для построения CFD модели с помощью CFX TutboGrid (для анализа в CFX TASCflow)

b. Експорт одной(сопловой или рабочей лопаток) в формате фала tur для импорта TURBO опцией GAMBIT для последующего CFD анализа в FLUENT.

, c. Експорт в CAD системы одной(сопловой или рабочей лопаток) в универсальном

формате IGES

2. Импорт геометрии в формате CURVE подготовленной в системе CFX BladeGen. .

13.1 Команды экспорта / импорта Команды экспорта / импорта доступны по команде Файл меню окна Проект



62 / 62


Рис. 60 Команды экспорта/импорта

13.2 Особенности применения команд экспорта Доступность отдельных команд экспорта определяется значениями параметров представления и профилирования для экспортируемой лопатки (лопаток) (см. п.3.3.3)

• Команды экспорта недоступны если хотя бы для одного сечениея экспортируемой лопатки параметр профилирования установлен в МакроМодель.

• Команды экспорта в TurboGrid, Fluent, экспорта недоступны если хотя бы для одного сечениея экспортируемой ступени параметр профилирования установлен в МакроМодель.

axstream™ Руководство пользователя 1.actualmechanics.com/downl/doc/manual...

Documents