Rozwój maszyn turbinowych: refleksja ojca i perspektywa branży

Join the forum for Designers!

Your expertise is vital to the community. Join us and contribute your knowledge!

Join the Forum Now

Share, learn and grow with the best professionals in the industry.



Skoncentruję się na rozwoju maszyn turbinowych, ale najpierw pozwolę sobie zacząć od osobistej refleksji. Istnieje debata na temat pochodzenia cytatu „Daj człowiekowi rybę, a nakarmisz go na jeden dzień. Naucz człowieka łowić ryby, a nakarmisz go na całe życie”, ale jego ponadczasowa mądrość pozostaje aktualna. Jako ojciec dwójki dzieci, moim obowiązkiem jest przekazanie im całej wiedzy, jaką posiadam. Obowiązkiem dziecka jest dążenie do przewyższenia swojego ojca. Choć może nie jestem wędkarzem-ekspertem, dobrze opanowałem podstawy i lubię zabierać moje dzieci na ryby kilka razy w roku, czy to nad pobliskie jezioro, czy wzdłuż wybrzeża zachodniej Szwecji. Tej wiosny mój syn otrzymał swoją pierwszą wędkę, a jego podekscytowanie możliwością ponownego wędkowania w tym roku wskazuje, że wkrótce może przewyższyć swojego ojca w tej umiejętności.

Skupiając się na ważnym nadchodzącym wydarzeniu, na które z niecierpliwością czekam, choć nie uważam się za eksperta w dziedzinie wędkarstwa, jestem uznawany za eksperta w tej dziedzinie. ekspert turbomaszynowy w firmie, dla której pracuję. Podczas gdy moja ekspertyza może być dyskutowana przez wybitne osoby należące do ASME (Amerykańskie Stowarzyszenie Inżynierów Mechaników) z entuzjazmem uczestniczę w najważniejszych targach ASME Turbo Expo, aby zdobyć wiedzę na temat zaawansowanych maszyn turbinowych. The Edycja 2025 (16-20 czerwca 2025 r.) odbędzie się w Memphis w stanie Tennessee, znanym z kultowych zabytków, takich jak Graceland i wyjątkowa piramida poświęcona wędkarstwu, nad rzeką Missisipi. Oprócz ponownego spotkania ze starymi przyjaciółmi i kolegami, z niecierpliwością czekam na zanurzenie się w najnowszych badaniach, aby pogłębić moją wiedzę w tej dziedzinie, mając na celu rozwój maszyn turbinowych.

Memphis-Pyramid
Memphis Pyramid

Rozwój maszyn turbinowych na ASME Turbo Expo

Udział w targach Turbo Expo stanowi cenną okazję do nawiązania kontaktu z liderami inżynierii z czołowych firm, uniwersytetów i laboratoriów rządowych. Dzięki szerokiej gamie dostępnych prezentacji technicznych uczestnicy mogą zapoznać się z innowacyjnymi metodami opracowywania, testowania i ostatecznie rozwijania technologii maszyn turbinowych w kontekście wytwarzania energii i napędu. Współpraca z decydentami z branży daje możliwość uzyskania przewagi konkurencyjnej, ponieważ ASME Turbo Expo służy jako platforma wymiany wiedzy i wspierania rozwoju zawodowego i biznesowego w dziedzinie technologii wytwarzania energii i napędu.

Symulacja odgrywa kluczową rolę w zrozumieniu wydajności złożonych maszyn, takich jak turbiny gazowe, zwłaszcza gdy celem jest rozwój maszyn turbinowych. Kilka artykułów naukowych zaprezentowanych na ASME Turbo Expo 2025 koncentruje się na symulacji, z kilkoma przykładami wyróżnionymi poniżej.

Symulacja numeryczna i walidacja wyprodukowanej przez NASA wysokowydajnej sprężarki odśrodkowej przy użyciu w pełni sprzężonego podejścia FSI

GT2025-153737
Autorzy: Qingyuan Zhuang et al.

Badanie to łączy aerodynamikę CFD z siłami odśrodkowymi i rozszerzalnością cieplną, aby dokładnie przewidzieć transformację zimnego w gorące. Były to wspólne badania Siemens DISW i IsimQ. Z dużym wkładem i dobrą interakcją z NASA. Model i pomiary zostały dostarczone przez NASA i są dostępne publicznie.

Zaawansowane maszyny turbinowe dla geometrii i modelu dla przypadku HECC
Geometria i model dla przypadku HECC. Model i pomiary zostały dostarczone przez NASA.

Współspalanie wodoru z gazem ziemnym w suchym niskoemisyjnym komorze spalania Siemens Energy o mocy 9 MW: część II – Duże symulacje wirowe

GT2025-152877
Autorzy: Kexin Liu et al.

Jest to badanie CFD spalania dotyczące symulacji temperatury i emisji dla różnych mieszanek wodoru i stosunku paliwa pilotażowego, z wbudowaną siecią reaktorów Simcenter STAR-CCM +. Porównano to z testami wysokociśnieniowymi. Niniejszy artykuł jest wspólnym badaniem firm Siemens Energy i Siemens DISW, stanowiącym wkład w rozwój maszyn turbinowych.

Rozwój maszyn turbinowych na przykładzie spalania w silniku odrzutowym
Zaawansowane maszyny turbinowe na przykładzie spalania w silniku odrzutowym
Akcelerowane przez GPU modelowanie LES-FGM przyczynia się do rozwoju maszyn turbinowych
GT2024-122041 Akcelerowane przez GPU modelowanie LES-FGM dla przemysłowych aplikacji spalania. Dzięki uprzejmości Siemens Energy

Przepływy strumieniowe – walidacja modelu CFD przy użyciu aksjometrii rezonansu magnetycznego 3-D.

GT2025-153089
Autorzy: Scheuerer et al.

W tym badaniu wykorzystano urządzenie MRI (firmy Siemens) do pomiarów przepływu strumieni uderzających. W tym badaniu znaleziono doskonały przykład znaczenia modeli turbulencji. Model LGD-EB wykonuje naprawdę dobrą robotę w przewidywaniu zaawansowanych wzorców przepływu i recyrkulacji.

Konfiguracja pomiaru przepływu MRI
Zestaw do pomiaru przepływu MRI. Dzięki uprzejmości Uniwersytetu w Rostocku

Projekt aerodynamiczny i ocena CFD wielostopniowej sprężarki osiowej na wodór

GT2025-153406
Autor: Arvind Prabhakar

Niniejsze badania przedstawiają szczegółową metodologię projektowania aerodynamicznego opartą na zasadach projektowania linii średniej dla wielostopniowej sprężarki osiowej do wodoru. Wielostopniowa sprężarka osiowa została zaprojektowana do zastosowań o wysokim przepływie i współczynniku ciśnienia sprężarki typowym dla zastosowań w transporcie rurociągowym wodoru. Jednak przy znacznie mniejszej liczbie stopni, co pozwala na zmniejszenie całkowitej długości i masy turbiny.

Względna liczba Macha dla sprężarki helowej
GT2024-128129 Względna liczba Macha dla sprężarki helu zaprojektowanej przez Arvinda Prabhakara.

Powody, dla których warto używać oprogramowania Simcenter STAR-CCM+ CFD do projektowania maszyn wirnikowych

Wśród technologii symulacyjnych Simcenter, w dziedzinie maszyn turbinowych, oprogramowanie STAR-CCM+ CFD odgrywa kluczową rolę i istnieje więcej niż kilka powodów, dla których jest to jedno ze światowej klasy rozwiązań. Oto trzy z moich ulubionych.
Numer 1: Możliwości multi-fizyki umożliwiają dokładne przewidywanie aerodynamiki, wymiany ciepła, spalania, wielofazowości, naprężeń i odkształceń w całej turbinie gazowej.
Numer 2: Posiada ultraszybką i solidną automatyzację oraz technologię równoległego siatkowania, które są wykorzystywane do multidyscyplinarnej eksploracji przestrzeni projektowej dla rzeczywistej geometrii.
Numer 3: Najszybsze solwery, które są teraz dostępne również dla procesorów graficznych.

Jakie są Twoje?

Inżynierowie z Siemens Xcelerator mogą znacznie ulepszyć projekty i przyczynić się do rozwoju maszyn turbinowych
Inżynierowie mogą znacznie ulepszyć projekty i przyczynić się do rozwoju maszyn turbinowych dzięki Simcenter, części Siemens Xcelerator

Nie będę naciskał na moje dzieci, aby zdobyły wykształcenie mechaniczne. Zamiast tego dzielę się swoją pasją do technologii symulacyjnych i niesamowitych innowacji w przemyśle lotniczym i maszynowym opracowanych przez najlepszych inżynierów i badaczy na całym świecie. Uczestnicząc w wydarzeniach takich jak ASME Turbo Expo i wnosząc wkład lub ucząc się z referatów i prezentacji, które wykorzystują technologie takie jak zaawansowana symulacja, inżynierowie mogą mieć głęboki wpływ na kształtowanie przyszłości przemysłu lotniczego i postęp w zastosowaniach maszyn turbinowych

W rzeczywistości nie latalibyśmy w kierunku nowych przygód, gdyby ludzie łowili ryby przez cały dzień.


Join the forum for Designers!

Your expertise is vital to the community. Join us and contribute your knowledge!

Join the Forum Now

Share, learn and grow with the best professionals in the industry.