1. 公司介紹

CFturbo是CFturbo software & Engnieering GMBH公司的產(chǎn)品。該公司是一家德國專業(yè)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)計軟件/咨詢公司，總部位于德國的德累斯頓市，公司在旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域已有超過20年的歷史，通過大量的工程實踐積累了非常豐富的設(shè)計和仿真經(jīng)驗。

       2. CFturbo軟件介紹

CFturbo是專業(yè)的葉輪機(jī)械葉輪及蝸殼設(shè)計軟件，該軟件結(jié)合了成熟的旋轉(zhuǎn)機(jī)械理論與豐富的實踐經(jīng)驗，基于設(shè)計方程與經(jīng)驗函數(shù)開展設(shè)計，并且能夠根據(jù)用戶積累的專業(yè)技術(shù)和設(shè)計準(zhǔn)則來定制經(jīng)驗函數(shù)。作為一個便捷高效的工程設(shè)計軟件，CFturbo廣泛應(yīng)用于離心/混流式/軸流式的泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、渦輪、水輪機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械的設(shè)計。

圖 1 CFturbo設(shè)計案例

       3. CFturbo軟件技術(shù)優(yōu)勢

?      完備的設(shè)計功能：CFturbo具備離心及混流式泵/風(fēng)機(jī)/壓縮機(jī)/渦輪/水輪機(jī)的葉輪參數(shù)化設(shè)計能力，以及與葉輪匹配的蝸殼、擴(kuò)壓器（葉片式/流道式）等的整機(jī)設(shè)計能力，支持三級以內(nèi)多級轉(zhuǎn)子的設(shè)計能力，支持污水泵、雙蝸殼、復(fù)合葉片等的設(shè)計能力。

?      全參數(shù)化智能設(shè)計，設(shè)計快速，重復(fù)性好：只需提供葉輪機(jī)械設(shè)計點的流量、壓差、轉(zhuǎn)速和流體介質(zhì)屬性等基本條件，CFturbo即可根據(jù)內(nèi)置的經(jīng)驗函數(shù)自動設(shè)計葉輪機(jī)械的二維和三維水力模型。CFturbo智能化設(shè)計功能可引導(dǎo)設(shè)計人員進(jìn)行葉輪機(jī)械的流程化的設(shè)計，同時有經(jīng)驗的設(shè)計人員可以根據(jù)自己的經(jīng)驗和特定的設(shè)計要求在不同的設(shè)計階段對自動設(shè)計進(jìn)行干預(yù)，快速實現(xiàn)模型的改型設(shè)計。

?      葉輪子午面設(shè)計及固體結(jié)構(gòu)加厚設(shè)計：CFturbo葉輪子午面流道設(shè)計提供貝塞爾曲線、直線+圓弧、直線、樣條曲線、導(dǎo)入外部曲線等方式來控制子午流道的形狀，并提供過流面面積曲線、靜力矩曲線、子午面速度云圖分布等信息指導(dǎo)子午面形狀設(shè)計。支持對子午面二次回流和葉輪結(jié)構(gòu)固體加厚設(shè)計功能。

圖 2葉輪子午面二次流及固體加厚設(shè)計

?      葉型設(shè)計功能：CFturbo內(nèi)置有多種葉型供用戶選擇，如圓柱式、扭曲式、直紋式、直出式等，用戶可根據(jù)葉輪機(jī)械的設(shè)計要求選擇合適的葉型。軟件內(nèi)置了速度三角形設(shè)計理論和液流角設(shè)計相關(guān)的經(jīng)驗函數(shù)指導(dǎo)設(shè)計。

圖 3多種葉型設(shè)計選項

?      葉輪逆向設(shè)計功能：支持導(dǎo)入已設(shè)計好的經(jīng)典設(shè)計方案的葉輪3D幾何，通過半自動化的操作方式獲取導(dǎo)入葉輪幾何的子午面、葉輪參數(shù)化設(shè)計建模的各步驟參數(shù)，獲取該導(dǎo)入模型的CFturbo的參數(shù)化設(shè)計模型，使已有設(shè)計方案可更易于手動調(diào)整設(shè)計參數(shù)，更好的支持設(shè)計優(yōu)化迭代。

圖 4 葉輪逆向工程

?      蝸殼斷面形狀設(shè)計功能：CFturbo提供了8種斷面形狀供用戶選擇。

圖 5 蝸殼斷面形式

?      蝸殼固體加厚功能：支持基于已設(shè)計好的蝸殼流道進(jìn)行固體加厚設(shè)計。

圖 6 蝸殼固體加厚功能

?      CFturbo數(shù)據(jù)庫功能：

         n 內(nèi)置真實氣體物性庫和狀態(tài)方程：CFturbo集成了CoolProp開源物性庫和REFPROP物性庫。內(nèi)置多種非理想氣體狀態(tài)方程，如雷德利希-鄺氏方程及其修正方程、彭-羅賓遜狀態(tài)方程等，支持基于CoolProp真實物性進(jìn)行設(shè)計。

         n 內(nèi)置多種翼型庫且支持翼型庫的擴(kuò)展：集成了NACA翼型數(shù)據(jù)庫，并支持對該翼型數(shù)據(jù)進(jìn)行改型設(shè)計，同時支持將已有的翼型數(shù)據(jù)輸入CFturbo進(jìn)行設(shè)計調(diào)用。

         n 豐富的經(jīng)驗函數(shù)庫：集成了CFturbo公司數(shù)十年的設(shè)計經(jīng)驗，針對不同的葉輪機(jī)械類型內(nèi)置的經(jīng)驗函數(shù)也不同，體現(xiàn)了軟件在進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計時的專業(yè)性。允許客戶自定義新增經(jīng)驗函數(shù)庫。

?      CFturbo性能預(yù)估功能：根據(jù)其內(nèi)置的經(jīng)驗函數(shù)，可以預(yù)估不同轉(zhuǎn)速下葉輪機(jī)械的不同特性曲線，如離心泵P-Q曲線、壓縮機(jī)壓比曲線等?；谌~輪機(jī)械的預(yù)估特性，用戶可以及時對模型參數(shù)進(jìn)行設(shè)計修改。

?      完備的軟件接口：具備與市面上主流CAD與CAE軟件的直接接口，所有參數(shù)操作支持命令行運行。支持內(nèi)嵌到ANSYS Workbench19.2 以上版本中進(jìn)行交互設(shè)計；具備與專業(yè)流體仿真軟件Simerics-MP+的無縫集成接口，可“一鍵式”實現(xiàn)設(shè)計方案的CFD性能仿真。

圖 7 嵌入至Ansys Workbench流程

圖 8 CFturbo & Simerics-MP+的設(shè)計仿真一體化

?      CFturbo BLADERUNNER自動化插件：用于驅(qū)動CFturbo和Simerics-MP/MP+完成葉輪機(jī)械的CFD性能和性能曲線預(yù)估，可以很方便的對葉輪機(jī)械不同的幾何結(jié)構(gòu)、網(wǎng)格或求解器進(jìn)行性能特性的對比分析。

圖 9 CFturbo BLADERUNNER多工況批處理功能

?      CFturbo FEA有限元分析模塊：支持由多個實體組成的模型的靜力學(xué)分析。

圖 10 CFturbo結(jié)構(gòu)有限元分析功能

       4. 選擇CFturbo的理由：

         1. 界面友好，易用性強，設(shè)計習(xí)慣符合國內(nèi)用戶操作習(xí)慣；

         2. 具備泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、渦輪、水輪機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械葉輪、蝸殼及定子等整機(jī)設(shè)計的能力；

         3. 具備大量源于工程積累的經(jīng)驗設(shè)計函數(shù)，所有這些函數(shù)都是對用戶公開的；同時，用戶可以將自身的經(jīng)驗設(shè)計函數(shù)添加至Cfturbo的函數(shù)庫中；

         4. 能夠?qū)胪獠縿?chuàng)建的優(yōu)秀的葉輪機(jī)械轉(zhuǎn)子設(shè)計模型進(jìn)行逆向復(fù)現(xiàn)，以支持基于該優(yōu)秀水力設(shè)計方案的改型設(shè)計；

         5. 接口豐富、功能完備，易于集成到產(chǎn)品設(shè)計-仿真分析-加工制造的流程之中；

         6. 所有操作均支持命令行運行，可支持與各類優(yōu)化軟件建立自動尋優(yōu)設(shè)計流程。