蜗壳设计和优化

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对于大多数径流式叶轮机械来说，蜗壳都是不可或缺的。蜗壳一般需要定义多个横截面，这些横截面都是2D曲线并沿着圆周方向进行扫略。



一般而言，在泵和涡轮增压器中都包含蜗壳和叶轮。对于泵和压气机而言，蜗壳的作用是，通过降低介质的速度，将其动能转化为压力势能，从而使其压力增加。然而涡轮的蜗壳却有着相反的功能，即将废气的压力势能转化为动能（来驱动叶轮）。



CAESES是利用CFD进行自动化形状优化的先进的蜗壳设计优化工具。其先进的参数化蜗壳模型，具有较高的稳定性，并通过高度自动化的流程能够节省您大量的工作时间。

                               
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在CAESES里创建的参数化蜗壳模型



设计蜗壳的挑战



系统的蜗壳流动优化是一项耗时的工作，通常这是一个反复迭代过程。CFD工程师会对一个之前由CAD部门设计创建的模型进行分析，得到分析结果后CFD工程师向CAD同事介绍如何改变形状，CAD工程师调整模型，并将其返回给CFD工程师。



这个循环可能需要花费几天甚至几周的时间，直到一个新的（性能改进的）蜗壳被开发出来。考虑到（加入）其他部件（如叶轮和扩压器）能有更好的性能预测，那么情况将变得更加复杂。理论上，CAESES能有效地将这项工作的耗时从几个月缩短到几天。



蜗舌模型



这是主涡壳表面分别与入口（涡轮）或出口（压缩机）几何相交的区域。CAESES提供各种技术和解决方案，为您解决这个棘手的工作。这极大地加速了蜗舌几何的建模过程，并使得最终的蜗壳在自动化变形和优化期间绝对稳健。

                               
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稳健的蜗舌模型应用于自动化变形和优化过程



横截面的定义



CAESES中可以自定义横截面2D型线的形式，或导入现有数据以将其转换为参数化截面。蜗壳通常由典型的分布规律控制，例如A/R比率，这些都可以在CAESES中进行设定。CFD专家通常想要尝试自己的一些想法，并考虑更多与流动过程相符的形状控制。这些想法和任意几何约束都可以在CAESES高度集成的蜗壳模型中直接考虑进去。

                               
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用户自定义2D横截面



任意蜗壳模型的解决方案



无论您使用的是何种设备或者您的蜗壳模型有多么复杂，对于全自动化模型优化，CAESES都是一个理想的选择，它可以节省您大量的时间和人力资源。CAESES也被很多领先企业用于蜗壳设计，如，IHI，丰田，MTU等。

                               
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CAESES中稳健的参数化双涡管蜗壳