燃气轮机仿真体系与研发信息化建设方案

1、技术创新，变革未来燃气轮机仿真体系与研发信息化建设方案及实践公司简介仿真体系与研发信息化建设背景及业务概述燃气轮机多学科仿真方案及实践基于数据中心的多学科仿真与试验验证环境建设方案及实践研发云建设方案及实践结论与展望大纲技术等级软件工具分析建模边界条件评判依据 设计知识 工程经验 开发流程 数据管理与平台建设 一级二级三级四级五级操作学习工程优化项目开发知识积累技术培训流程开发标准规范数据管理知识管理设计-仿真-试验业务管理与协同体系建设研发工具云端化：仿真与研发云仿真应用能力与研发信息化建设过程平台开发仿真体系与研发信息化建设总体内容工具软件与研发信息化系统模型模板、流程、标准与规范人才组织

2、知识库与数据中心信息化支撑系统及数据中心、知识库建设数据集成应用集成知识集成过程集成模型模板开发与流程、规范建立仿真分析工程优化定制开发流程固化标准制定规范建立软件产品与解决方案专业化、工程化、全学科的CAE软件多学科、跨学科、多维度、流程化的分析方案人才培训与能力提升仿真体系与研发信息化建设内容软件产品与解决方案专业化、工程化、全学科的集成解决方案产品设计与前后处理机械与电器设计CFturboSCORGMotorSolve电子设计自动化（EDA）XpeditionCapitalFPGA Advantage前处理HypermeshGridPro后处理Ensight颗粒与固体力学颗粒力学EDEM

3、固体力学MSC全系列NastranAdamsMarcDytranFatigueDigimatAltair全系列Ansys全系列DyRoBeS热流分析与热测试热流体系统分析Flowmaster专业CFD分析PumpLinxBarracudaFloTHERMFloVENTFlow-3D通用CFD分析FloEFDSimericsFluent / CFX热测试T3Ster / TeraLED声、光、电、磁分析声学分析ActranHVACEASECadna/A电磁分析MagNetElecNetThermNetFEKOHobbiesSatMag光学分析FDTD工艺流程与离散系统模拟工艺流程gPROMSgF

4、LAREgSOLIDSgCRYSTALgFUELCELLProcessBuilderAspen离散系统制造与物流系统Witness人群疏散SimWalks多学科仿真与优化设计多学科仿真MpCCIEALinkMag Acoustics结构优化Optistruct流体优化CAESES电磁优化OptiNet多学科优化Optimus成果物仿真流程模板行业仿真标准行业仿真规范仿真模型模板模型简化规则网格划分规则模型选取规则单位制标准评定准则报告模板模型模板开发与流程、规范建立直面工业级应用的深层次、全方位工程研发服务工程服务仿真分析工程开发人才培训综合支持项目导航能力建设深化应用定制开发知识转移系统建设

5、标准制定规范建立企业应用数据中心 - Hi-Key D3需求管理与方案论证工程设计与试验验证需求管理系统需求定义需求管理需求挖掘概要/方案设计系统指标论证方案论证系统原型验证产品设计数据管理平台设计数据设计流程设计知识仿真数据管理平台仿真数据仿真流程仿真知识试验数据管理平台试验数据试验流程试验资源生产数据管理平台生产数据采集工艺检测数据质量检测数据运维数据管理平台运行状态故障诊断生产交付智慧研发智能制造智能运维功能性能可靠性运维与服务体系第三方业务系统 / 第三方业务系统第三方业务系统信息化支撑系统及数据中心、知识库建设基于大数据的企业应用数据中心与研发信息化系统公司简介仿真体系与研发信息化建

6、设背景及业务概述燃气轮机多学科仿真方案及实践基于数据中心的多学科仿真与试验验证环境建设方案及实践研发云建设方案及实践结论与展望大纲燃气轮机核心部件与工作原理涡轮喷气发动机核心部件与工作原理涡轮风扇发动机核心部件与工作原理燃气轮机仿真需求分析流场：燃油/润滑/冷却系统分析，内外热流场，点火与燃烧模拟声学：风扇噪声、压气机噪声、喷流噪声，减振降噪颗粒及两相流：颗粒分离，两相流损失，磨蚀结构：强度、振动、模态、疲劳、转子动力学，复合材料特性分析1234电磁：驱动电机/电磁轴承电磁特性分析，电磁-电控联合分析5多场耦合：静/动气弹与颤振分析，热-固耦合分析，1D-3D联合分析6生产流程：生产线设计与仿

7、真分析，产能提升，布局优化7燃气轮机仿真需求流场结构声学颗粒及两相流电磁多场耦合生产流程FloEFD：嵌入CAD环境的同步CFD方案Flow-3D：自由液面与晃荡分析的领导者FloTHERM：电子电控散热标准分析软件PumpLinx：运动机械CFD模拟专家Simerics：通用CFD软件Flowmaster：热流体系统仿真的事实标准专业化与工程化并进的1D-3D CFD解决方案T3Ster：热阻与热特性测试设备项目示例叶片与涡轮盘冷却系统仿真燃气轮机专用元件开发与元件库建立叶片冷却系统Flowmaster仿真涡轮盘空气冷却系统Flowmaster仿真项目示例燃滑油热管理联合仿真燃油系统建模滑油

8、系统建模发动机及控制系统建模工程验证1.AMESim建模，与下游供应商对接2.Flowmaster建模，与空气系统部、涡轮部以及整机厂对接3.设计阶段两款软件相互验证1.Flowmaster建模2.Flowmaster仿真模型校核与调试3.Flowmaster特殊元件的开发4.自研软件集成（轴承动力学等）1.Matlab控制系统建模2.发动机数据集成1.试验2.对比分析3.模型修正燃滑油热管理联合仿真项目示例基于Flow-3D的滑油箱失效分析输入参数： 晃荡激励 初始滑油量关注点： 滑油波动状态 液位变化对吸油管工作的影响问题背景在机动飞行过程中，因滑油晃荡引起吸油管吸不上油，从而导致滑油箱供

9、油失效涉及自由液面、多自由度模拟以及可能的流固耦合仿真方案基于专业的自由液面与晃荡分析软件Flow-3D开展仿真TruVOF模型，非惯性坐标系仿真分析流程创建容器三维CAD模型模型合理简化流体域网格划分计算参数设置求解晃荡的压力场、速度场、追踪自由液面位置后处理，提取容器内表面压力、晃荡液面波动、液位、质心变化等参数。湍流模型、VOF、晃荡激励等输入容器初始液体量、液体物性等项目示例基于PumpLinx的滑油系统分析CAD模型泵、阀部件级CFD分析与优化滑油系统CFD仿真独一无二的系统级3D CFD分析解决方案含泵、阀等各类运动机械模板，自动生成结构化动网格独到的全空化模型，技术专利高精度、高

10、计算效率三维CFD模型温度、压力与流量特性Flowmaster管网油箱温度场、压力场仿真流阻与工作特性项目示例燃油箱-供输油系统联合分析更多CFD分析能力展示喷流特性CFD分析-FloEFD压气机CFD分析-PumpLinx叶型与管路工作特性优化-CAESES基于火焰面模型的点火与燃烧模拟泵阀CFD分析-PumpLinx电子电控热分析-FloEFD/FloTHERM结构、动力学与耐久性链式分析方案通用结构分析软件NastranMarc耐久疲劳分析软件FatiguenCode显示动力分析软件Dytran多体动力学分析软件 Adams转子动力学分析软件Digimat复合材料分析软件 DyRoBeS

11、网格前处理HyperMeshPatranOptistruct结构拓扑优化软件模态分析冲击分析确定结构在无阻尼、自由振动条件下的固有频率和固有振型随机振动分析建立有限元模型随机振动响应、随机振动疲劳分析获取时间-加速度曲线惯性分析（加速度分析）获取不同加速度下的应力与形变结果项目示例机载设备动力学特性分析项目示例复合材料性能分析问题背景复合材料性能预测材料：类型、层合板或夹杂方式、厚度等对性能影响结构：结构对性能影响涉及复合材料学、结构力学、有限元等仿真方案非线性、多尺度复合材料建模分析基于有限元的气动/振动噪声分析方案Actran Vibro-AcousticsActran Aero-Acou

12、sticsActran TMActran AcousticsActran DGMActran VIActran for NASTRAN问题背景研究斜切的短舱及声衬对前传噪声的影响仿真方案采用旋转模态来定义风扇噪声源，通过Actran TM求解获得远场的噪声传播特性有声衬情况下声压云图无声衬情况下声压云图项目示例发动机短舱进气噪声有无声衬情况下指向性曲线声学计算网格消音区问题背景外涵道和尾喷辐射出的噪声是重要的噪声源外涵道: 旋流尾喷: 厚剪切层和温度梯度仿真方案利用Actran DGM模块仿真源于欧盟项目成果（MESSIAEN、TURNEX ）项目示例发动机排气噪声剪切层导致的声散射远场指向性

13、产生变化声源区物理区项目示例旋转机械流动噪声分析非定常流场CFD分析流动噪声源提取获取非定常流场分布，含压力、速度、密度等声学网格划分CAD模型与CFD网格处理声学分析获取声压分布、指向性等结果iCFD模块直接提取声源项目示例振动噪声分析流程开发颗粒工程与颗粒两相流分析方案基于离散元（DEM）技术的分析方案，模拟工艺或过程中的颗粒行为EDEM软件与CFD耦合模拟颗粒-流体系统（DEM+CFD）与Nastran耦合模拟设备的应力-应变状况（DEM+FEM）与ADAMS耦合模拟设备的动态力学响应（DEM+MBD）基于欧拉-拉格朗日框架的CPFD（计算颗粒流体动力学）方案Barracuda软件采用离

14、散体（拉格朗日方法）模拟颗粒，贴合物理本质，颗粒量可达1016可详细定义颗粒粒径分布、颗粒成分可详细定义气-气、气-固化学反应具备内置自定义曵力模型离散颗粒动力学方程（无网格方法）流体曳力体积占据动量损失流体控制方程（网格单元）流体相与颗粒相双向耦合项目示例高速旋分装置颗粒流分析气流携带颗粒相切向进入圆筒结构，利用离心力将颗粒与气体分离不同粒径颗粒的运动轨迹颗粒浓度分布颗粒对设备内部壁面造成磨蚀气流压力损失速度分布设备磨蚀位置预测颗粒速度分布低-中-高频综合电磁分析解决方案MagNetOptiNetThermNetElecNet磁场优化设计温度场电场MotorSolve通用电-磁-热分析模块专

15、业电机设计FEKO/HOBBIES：高频电磁场计算MagNet电磁场分析OptiNet电机参数化优化获取磁密云图、电磁力、损耗等计算结果MagNet-ThermNet磁热耦合温度分析MotorSolve电机设计项目示例电机设计与电-磁-热特性分析项目示例机电系统电磁兼容分析流程开发产品电气原理设计单板布线前SI分析合格单板热仿真EMI仿真PCB布局布线单板布线后EMC/SI/PI整机热仿真三维全波EMC仿真产品结构可靠性仿真分析合格可靠性试验是否是否可靠性预计产品防尘仿真产品腐蚀仿真预测多学科、多模型、多维度耦合分析方案基于MpCCI的多物理场耦合分析方案软件简介MpCCI由德国Fraunho

16、fer-Gesellschaft（弗劳恩霍夫研究院）下属单位SCAI开发多学科、多模型、多维度的耦合功能；完备的API开发接口；多场耦合标准软件燃气轮机领域典型应用气动弹性、颤振、热气弹内/外流场分区CFD耦合空气系统-涡轮盘腔1D-3D联合分析电控设备热-固耦合分析项目示例旋转机械流固耦合分析叶片表面流场速度分布结构变形结构应力结构分析模型流体分析模型CAD模型耦合面设置处理耦合控制和数据转换同步点模拟初始化耦合求解器开始结果数据初始化和共用初始载荷开始新的交错迭代同步点初始化解法分享耦合步长和交错迭代状态同步点求解方法传递当前交错迭代的载荷执行物理域求解FEM：根据需要在内部迭代CFD：根

17、据离散和求解的流动理论来迭代同步点收敛分配收敛状态/信息耦合步收敛？ 耦合步收敛？否否是是流固耦合分析流程项目示例温控箱热-固耦合分析CFD网格结构网格结构热应力及局部分布图结构温度流场温度项目示例三场耦合热气弹分析结构模型流体模型传热模型节点温度压力薄膜温度对流换热系数节点温度（体）节点位移CFD模型结构模型温度分布结果变形结果根据特定问题选取适用、成熟、稳定的单学科解算器针对实际工程问题，实现了三个以上物理场的耦合分析生产制造流程设计与仿真方案序号关键设计涉及学科CAE仿真工具1车间资源配置设计精益制造Witness2生产现场布局设计3车间生产物流设计4生产标准操作设计5生产设施改进设计6

18、生产任务调度设计7产能提升优化设计8供应链系统设计9订单储运规划设计10备件计划管理设计现有产线产能分析与优化新厂产线规划、产能评估与优化项目示例总装工艺流程快速设计评价问题背景固定机位式装配现场混乱，在制品周期长，扩大生产采用增加机位方式，厂房规划困难。移动式生产线采用产品按装配顺序移动，生产现场组织合理，便于产品质量控制。仿真方案与价值通过工艺流程仿真、物流系统规划分析，评估生产线瓶颈，实现工艺规划和工艺布局设计优化。对不同类型的生产线，如固定机位式、脉动式或移动式装配线进行性能评估。仿真分析技术框架公司简介仿真体系与研发信息化建设背景及业务概述燃气轮机多学科仿真方案及实践基于数据中心的多

19、学科仿真与试验验证环境建设方案及实践研发云建设方案及实践结论与展望大纲建设目标试验试验数据管理试验过程管理仿真仿真数据管理仿真过程管理设计设计流程管理图档审签仿真指导试验试验用于仿真数据对比校核仿真指导设计设计用于仿真设计仿真迭代试验验证设计试验指导设计设计试验迭代应用场景评审评审评审论证阶段方案阶段初样阶段 n.0n.1n.1.1n.1.2n.2n.2.1n.2.2n.3n.3.1n.3.2n.4n.4.1n.4.2n.5n.5.1n.5.2PDMSDMTDM执行试验任务反馈试验任务状态试验数据管理多学科仿真计算仿真数据管理执行仿真任务质量评审设计评审决策支持研发工作包与项目管理执行设计任务

20、反馈设计任务状态设计数据管理质量管理与决策设计与仿真迭代仿真与试验对比企业应用数据中心Hi-Key D3试验验证/指导设计仿真业务管理Hi-Key DeSims产品支撑知识库知识引擎应用门户 / 研发资源云端化平台-SimCloud数据集成：企业应用数据中心 - Hi-Key D3PDM/TDM系统集成结果展现/报告生成仿真模型/模板仿真/优化软件集成 SOA 架构 资源层工作站存贮系统CAX软件数据库流程可视化流程自动化流程监控流程定义知识社区应用集成知识集成过程集成设计软件集成热力学特性仿真润滑/冷却系统仿真机械设计与CAD制图噪声与NVH特性分析机电液一体化分析结构振动特性分析电磁特性分

21、析优化与测试验证概要设计阶段工程设计阶段试验验证阶段加工制造阶段运行维护阶段十年创新历程Hi-Key D3是全新一代、面向云计算、面向大数据的数据管理平台，引领着企业级数据管理行业的技术发展。全新的用户体验Hi-Key D3提供全新的PC端和移动端界面，简单易用。丰富的应用功能包含流程、任务、数据、文档、标准、资源、采集、分析、报告、看板、消息、统计、用户、视图、模型、缓存、搜索、集成、认证、项目等40多个功能模块。领先的技术架构采用国际上流行的SPA架构，前端使用HTML5、Javascript、AngularJs、Bootstrap技术实现，后端采用符合REST规范的WebAPI提供微服务

22、。支持PC、平板和手机终端。Hi-Key D3 企业应用数据中心基础平台Hi-Key D3 助力企业提升效率Hi-Key D3 企业应用数据中心Hi-Key Biz Apps业务应用平台Hi-Key DeSims (设计仿真平台)Hi-Key STS (仿真测试平台)Hi-Key TDM(协同试验平台)Hi-Key QDM(质量管理平台)第三方应用设计，仿真，试验，生产，管理，办公Hi-Key DW数据仓库Hi-Key BI智能决策平台Hi-Key BDSS (商业数据存储服务)Hi-Key BDRS (商业数据实时服务)Oracle cluster(普通结构化数据存储)NoSQL(普通非结构

23、化数据存储)HBASE(大数据结构化存储)HDFS(大数据非结构化存储)Hi-Key HUI数据可视化(图表、仪表盘、下转、地图、报告)Hi-Key WDS监测和预测 (状态、规则、分析、识别)Hi-Key AI人工智能(模拟、学习、探索、挖掘) 生产数据 收集数据 应用数据数据管理与数据谱系月报合同/合同分解可研报告客户需求CAD 数据工程计算可视化 CAD 数据 项目 Office 文档合同设计报告 详细设计报告 方案设计报告工程计算任务书 质量数据包 软件 CAE 数据 设计指标经验证的供应商项目重用 供应商合同分解 用户手册仿真数据管理基于企业应用数据中心的数据谱系仿真数据管理文件管理

24、数据存贮数据属性版本控制权限控制数据配置数据视图数据谱系搜索引擎多工况、多方案对比用户权限管理部门管理用户管理权限管理日志管理消息管理软件入口应用集成Flowmaster过程自动化过程管理PDMERPTDMOA企业服务集成接口硬件资源与与企业私有云多学科联合专业应用集成接口仿真业务管理ActranNastran PumpLinx知识管理知识集成系统知识库知识引擎知识社区流程、学科、专业结构化组织方式与设计、仿真工具紧密集成固化并重用企业及部门知识共享、交流、协作的网络化平台主题知识、部门知识、过程知识等标准库、规范库、模板库知识搜索流程定制与管理流程规范流程梳理与定义可视化流程流程自动执行流程

25、监控数据自动存贮方案筛选审批机制旋转机械性能优化与减振降噪分析流程燃油/热流系统设计-仿真流程电磁噪声分析与优化设计流程仿真流程、仿真过程与仿真参数模板Gambit processEnsight process模型导入前处理求解后处理报告Work flowICEM processmore processFluent processNastran processCFX processTecplot processmore processoffice processpdf processmore processCatia modelUG modelmore modelcustom processm

26、ore processProcessProcessProcessProcessProcessDatabaseData flowData flowGambit paramFluent paramEnsight paramOffice paramParamParamParamParamShare仿真流程自动化灵活、可配置的仿真分析流程流程自动化模板生成面向设计人员的分析模板仿真报告自动生成 自动化后处理模型导入分析模板生成与提交接口后处理程序集成接口变工况参数输入模板 集成调用解算软件调用与作业调度接口可定制的仿真分析报告模板模型导入 模板生成 求解 后处理 报告生成 应用价值与前景0110101

27、00010101011110001010010111010010010101010011101001010101011100101100001011101001010101010最佳实践 研发数据积累 重用 提升 多学科智慧研发 集成软件、方法与系统，实现设计协同与多学科联合分析实现研发流程精细化定制、执行以及协同研发，高效控制研发周期与质量过程集成知识集成应用集成数据集成 知识经验 集中存贮仿真数据，实现有效追溯及全寿命周期利用集成模型、模板、知识，并与设计、分析流程结合，实现智慧化、引导式研发 仿真与研发云端化典型案例飞行器弹性载荷设计系统统一管理气动载荷CFD分析与试验的数据及过程，嵌入

28、自定义配平算法，快速、准确开展飞行器弹性载荷设计及输出叶轮机械设计-仿真-优化系统封装集成CFturbo、PumpLinx、iSight等软件，构建了一体化的叶轮机械设计、仿真、优化系统，在提升设计性能的同时缩短研发周期热流体参数化设计-仿真分析系统建立大量热流系统的分析模型模板，对参数输入、求解设置、结果输出的数据、流程进行了集成，实现了设计-仿真的高效协同控制棒电磁-控制联合分析系统以电磁分析软件Magnet、Fluent、Matlab等为基础，开发了控制棒电磁、运动、控制、水阻力特性的流程化分析与数据管理系统123子流程及参数输入数据管理及图形化显示总体设计流程一维设计二维设计三维建模流

29、体分析结构分析声学分析设计报告某所液体火箭发动机集成设计-仿真平台实现三大系统、14个子系统的设计流程集成及数据管理，显著提升研发效率与数据利用率典型案例试验业务管理中心基于Hi-Key D3的试验数据管理中心试验业务管理Hi-Key TDM产品支撑试验业务流程试验标准规范试验设备管理原始数据过程数据试验数据分析数据结果数据故障数据多媒体数据人员信息设备信息资源数据环境信息材料信息配置信息试验件试验文档试验经验综合数据知识数据计量数据试验计划管理试验项目管理试验准备人员管理试验资源管理试验计量管理试验业务及数据管理设备故障数据试验规划试验执行试验后处理组装、上架试验件工况准备试验调试仪器安装及

30、计量数值滤波数据采集输出试验数据文件输入试验大纲后处理程序数据进一步分析处理野值剔除FFT试验报告试验准备任务书、合同试验计划试验安排试验任务书试验全过程管理试验规划试验测控试验分析集成扩展试验业务管理我们可以做得更精细智能化辅助方案生成技术试验任务工艺流程的自动化编程技术各种高端仪器设备综合集成技术测量、控制、管理自动一体化技术基于人工智能的模式识别技术系统建模技术及数据分析处理技术试验数据高速存取及控制技术数据绘图组态及多媒体显示技术图形化动态仓库元模型技术虚拟XML数据交互技术可视化敏捷研发技术功能扩展典型案例某发动机研究所TDM项目项目特点试验全过程管理试验数据管理试验设备管理全流程化

31、驱动应用实施三期，稳定运行十年客户试验总师：“十年的数据得以积累，是宝贵的财富，并实行了知识传承”功能模块业务流程公司简介仿真体系与研发信息化建设背景及业务概述燃气轮机多学科仿真方案及实践基于数据中心的多学科仿真与试验验证环境建设方案及实践研发云建设方案及实践结论与展望大纲研发云建设业务定位研发云（体系/标准/知识库/数据中心）仿真体系建设工程服务、定制集成、仿真协同平台工具软件数据中心以数据驱动为核心，按照企业的业务逻辑及业务流程，打通或互联各个数据系统，发挥和提升系统效益；为未来数据挖掘、人工智能打下基础。研发云管理SimCloud产品支撑研发与仿真云管理HPC：高性能计算Windows HPC /