Turbo makinelerde ilerleme: bir babanın düşüncesi ve sektör perspektifi

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.



Turbo makinelerin geliştirilmesine odaklanacağım, ancak önce kişisel bir düşünceyle başlamama izin verin. “Bir adama bir balık verin ve onu bir günlüğüne doyurun. Bir adama balık tutmayı öğretirseniz, onu bir ömür boyu doyurursunuz” sözünün kökeni konusunda tartışmalar olsa da, bu sözün zamansız bilgeliği geçerliliğini korumaktadır. İki çocuk babası olarak, sahip olduğum tüm bilgileri onlara aktarmak benim sorumluluğumdur. Bir çocuğun görevi babasını aşmayı arzulamaktır. Uzman bir olta balıkçısı olmasam da, temel bilgileri iyi biliyorum ve çocuklarımı yılda birkaç kez yakınlardaki bir gölde ya da batı İsveç kıyılarında balık tutmaya götürmekten keyif alıyorum. Bu bahar oğlum ilk oltasını aldı ve bu yıl tekrar balığa çıkmak için duyduğu heyecan, yakında bu beceride babasının ötesine geçebileceğini gösteriyor.

Heyecanla beklediğim yaklaşmakta olan önemli bir etkinliğe odaklanacak olursak, kendimi uzman bir balıkçı olarak görmesem de turbomakine uzmanı Çalıştığım şirkette. Her ne kadar benim uzmanlığım, başarılı bireyler tarafından tartışılsa da ASME (The American Society of Mechanical Engineers) ekosisteminde, turbo makinelerin gelişimi hakkında bilgi edinmek için bir kez daha önde gelen ASME Turbo Expo’ya katılmaya hevesliyim. Bu 2025 baskısı (16-20 Haziran 2025), Mississippi Nehri’nin yanında Graceland ve balıkçılığa adanmış eşsiz bir piramit gibi ikonik simge yapılarıyla bilinen Memphis, Tennessee’de gerçekleşecek. Eski dostlarım ve meslektaşlarımla yeniden bir araya gelmenin yanı sıra, turbomakineyi ilerletme nihai hedefiyle alandaki uzmanlığımı ilerletmek için kendimi en son araştırmalara kaptırmayı dört gözle bekliyorum.

Memphis-Piramit
Memphis Piramidi

ASME Turbo Expo’da turbomakinelerde ilerleme

Turbo Expo’ya katılmak, önde gelen şirketlerden, üniversitelerden ve devlet laboratuvarlarından mühendislik liderleriyle iletişim kurmak için değerli bir fırsat sunmaktadır. Çok çeşitli teknik sunumlar sayesinde katılımcılar, enerji üretimi ve tahrik bağlamında turbomakine teknolojilerinin geliştirilmesi, test edilmesi ve nihayetinde ilerletilmesine yönelik yenilikçi yöntemleri keşfedebilirler. ASME Turbo Expo, enerji üretimi ve tahrik teknolojileri alanında bilgi alışverişinde bulunmak ve profesyonel ve ticari büyümeyi teşvik etmek için bir platform olarak hizmet verdiğinden, sektördeki karar vericilerle etkileşim kurmak rekabet avantajı elde etme fırsatı sağlar.

Simülasyon, gaz türbinleri gibi karmaşık makinelerin performansının anlaşılmasında, özellikle de hedef turbo makinelerin geliştirilmesi olduğunda çok önemli bir rol oynamaktadır. ASME Turbo Expo 2025’te sunulan birçok araştırma makalesi simülasyona odaklanmaktadır ve aşağıda birkaç örnek vurgulanmıştır.

Üretildiği haliyle NASA yüksek verimli santrifüj kompresörün tam birleşik FSI yaklaşımı kullanılarak sayısal simülasyonu ve doğrulanması

GT2025-153737
Yazarlar: Qingyuan Zhuang ve ark.

Bu çalışma, soğuktan sıcağa dönüşümü doğru bir şekilde tahmin etmek için CFD aerodinamiğini merkezkaç kuvvetleri ve termal genleşme ile birleştirmektedir. Bu Siemens DISW ve IsimQ arasında ortak bir araştırma olmuştur. NASA ile çok sayıda büyük girdi ve iyi etkileşimlerle. Model ve ölçümler NASA tarafından sağlanmaktadır ve halka açıktır.

HECC vakası için geometri ve model için turbo makinelerin geliştirilmesi
HECC vakası için geometri ve model. Model ve ölçümler NASA tarafından sağlanmıştır.

9MW Siemens Energy kuru düşük emisyonlu yakıcı için hidrojenin doğal gazla birlikte yakılması: bölüm II – Büyük Eddy Simülasyonları

GT2025-152877
Yazarlar: Kexin Liu ve diğerleri.

Bu, Simcenter STAR-CCM+’ın yerleşik reaktör ağı ile çeşitli hidrojen karışımları ve pilot yakıt oranı için sıcaklık ve emisyon simülasyonu üzerine bir yanma CFD araştırmasıdır. Bu, yüksek basınç testleriyle karşılaştırılmıştır. Bu makale, turbo makinelerin geliştirilmesine katkı sağlamak amacıyla Siemens Enerji ve Siemens DISW arasında yapılan ortak bir araştırmadır.

Jet motoru yanma örneği ile turbomakinelerin geliştirilmesi
Jet motoru yanma örneği ile turbomakinelerin geliştirilmesi
GPU ile hızlandırılmış LES-FGM Modellemesi turbomakinelerin gelişimine katkı sağlıyor
GT2024-122041 Endüstriyel Yanma Uygulamaları için GPU hızlandırmalı LES-FGM Modellemesi. Siemens Enerji’nin izniyle

Çarpan jet akışları – 3 boyutlu manyetik rezonans velosimetri kullanılarak CFD model doğrulaması.

GT2025-153089
Yazarlar: Scheuerer ve ark.

Bu çalışmada, çarpan jetlerin akış ölçümleri için bir MRI makinesi (Siemens’ten) kullanılmıştır. Bu çalışmada türbülans modellerinin önemine dair harika bir örnek bulunmuştur. LAG-EB modeli, gelişmiş akış modellerini ve devridaimi tahmin etmede gerçekten iyi bir iş çıkarmaktadır.

MRI Akış ölçüm kurulumu
MRI Akış ölçüm düzeneği. Rostock Üniversitesi’nin izniyle

Hidrojen çok kademeli eksenel kompresörün aerodinamik tasarımı ve CFD değerlendirmeleri

GT2025-153406
Yazar Arvind Prabhakar

Bu araştırma, çok kademeli bir hidrojen eksenel akış kompresörü için ortalama hat tasarım ilkelerine dayanan ayrıntılı bir aerodinamik tasarım metodolojisi sunmaktadır. Çok kademeli eksenel akışlı kompresör, yüksek akışlı bir uygulama ve hidrojen boru hattı taşımacılığı uygulamalarına özgü bir kompresör basınç oranı için tasarlanmıştır. Ancak çok daha az sayıda aşama ile turbo makinenin toplam uzunluğu ve ağırlığı azaltılabilir.

Bir helyum kompresörü için Bağıl Mach Sayısı
GT2024-128129 Arvind Prabhakar tarafından tasarlanan bir helyum kompresörü için Bağıl Mach Sayısı.

Turbo makinelerin geliştirilmesi için Simcenter STAR-CCM+ CFD yazılımını kullanma nedenleri

Simcenter simülasyon teknolojileri arasında, turbomakine alanında STAR-CCM+ CFD yazılımı çok önemli bir rol oynamaktadır ve dünya standartlarında çözümlerden biri olmasının birkaç nedeni vardır. İşte favorilerimden üçü.
Numara 1: Çoklu fizik yetenekleri, tüm gaz türbini boyunca aerodinamik, ısı transferi yanma, çok fazlı, gerilmeler ve gerinimlerin doğru tahmin edilmesini sağlar.
Sayı 2: Gerçek geometri için çok disiplinli tasarım alanı araştırması için kullanılan ultra hızlı ve sağlam otomasyon ve paralel meshleme teknolojisine sahiptir.
3 Numara: Artık GPU’lar için de mevcut olan en hızlı çözücüler.

Seninki hangisi?

Siemens Xcelerator ile mühendisler tasarımları büyük ölçüde geliştirebilir ve turbo makinelerin ilerlemesine katkıda bulunabilir
Mühendisler, Siemens Xcelerator’ın bir parçası olan Simcenter ile tasarımları büyük ölçüde geliştirebilir ve turbo makinelerin geliştirilmesine katkıda bulunabilir

Çocuklarıma mekanik diploması almaları için baskı yapmayacağım. Bunun yerine, simülasyon teknolojilerine ve dünya çapında en iyi mühendisler ve araştırmacılar tarafından geliştirilen inanılmaz havacılık ve turbomakine yeniliklerine olan tutkumu paylaşıyorum. Mühendisler, ASME Turbo Expo gibi etkinliklere katılarak ve gelişmiş simülasyon gibi teknolojileri kullanan bildiri ve sunumlara katkıda bulunarak ya da bunlardan bir şeyler öğrenerek havacılık ve uzay endüstrisinin geleceğini şekillendirmede ve turbo makine uygulamalarını ilerletmede derin bir etkiye sahip olabilirler

Aslında insanlar bütün gün balık tutuyor olsaydı yeni maceralara doğru uçuyor olmazdık.


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.