CTAADS冷却涡轮叶片敏捷设计系统流程及案例简介x.pptx
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Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.2014XecaTurbo.Allrightsreserved.1,势加透博高性能透平机械核心技术研制服务专家,势加透博（北京）科技有限公司2014年8月,本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。
Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.2014XecaTurbo.Allrightsreserved.2,CTAADS冷却涡轮叶片敏捷设计系统,王晓海,本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。
Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.2014XecaTurbo.Allrightsreserved.3,说明本文主要介绍了CTAADS软件的特点、模块、运行流程，以及冷却叶片设计流程。
文档演示了冷却叶片设计的主要操作步骤，但不限于这些步骤，涉及具体细节，用户需根据自己的需求增加或修改部分步骤。
文中示例仅做演示，不可作为实际产品的最终设计结果，用户须根据具体设计要求进行修改。
本文仅为软件的基本操作流程，作为现场培训辅助资料。
如有疑问，请参考软件帮助文档或现场咨询。
目录,CTAADS简介软件各模块及功能各模块运行流程设计流程（案例示范）,本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。
Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.2014XecaTurbo.Allrightsreserved.4,CTAADS（CooledTurbineAirfoilAgileDesignSystem）即冷却涡轮叶片敏捷设计系统，是设计轴流透平静叶和动叶冷却系统的一种具有系统性、逻辑性的三维建模方法。
该系统包括如下功能，可以显著降低涡轮冷却叶片设计的总时间和总成本，独立软件模块的集成高效的数据传输和共享完整的3D热分析，包括：
气膜孔，冲击孔，尾缘出口槽缝，扰流柱和热障涂层三维叶片模型的几何有限元表示ANSYS公司的快速有限差分热求解器TAS用户定义的压力损失和传热的关联式（用于内部冷却气流模型）用户自定义的气膜效率曲线,本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。
Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.2014XecaTurbo.Allrightsreserved.5,CTAADS简介,软件各模块及功能,AnalysisParameters,设置分析参数，以及叶片和涂层的材料属性等。
导入IGES格式几何文件（注：
使用AXCAD生成的IGES文件才能合适的导入CTAADS中）求解器：
Core（Closed）PassageSolver（该求解器允许用户处理多个几何实体，并生成含有肋等的实体对象，且必须运行成功）导入从PushbuttonCFD/AXCAD（.txt格式）或plot3D创建的CFD信息，这些信息是创建边界条件所必须的。
AirfoilCore,定义叶片核心，创建复杂的散热结构（包括肋、前缘通道、尾缘通道、扰流柱等）注：
该模块收集的信息将与3DMesh、InternalCoolingAirflow、FilmEffectiveness模块共享。
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Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.2014XecaTurbo.Allrightsreserved.6,InternalCoolingAirflow,生成和求解能够代表冷却结构的一维流体流动网络,调整网格参数，或采取默认设置。
求解器：
TASSolver将几何信息写入到TAS中间文件，生成TAS网格,3DMesh,将具有“封闭通道”的实体叶片几何生成3D有限元表示。
软件各模块及功能,设置关联式、通道、孔、冷气源等，通过“ConstructDefinition”按钮生成两个DAT文件（gfssp.dat：
包含GFSSP内部网络求解器的信息；gfsspView.dat:
包含将内部冷却网络可视化的信息）求解器：
GFSSPSolver，可创建gfssp_solution.dat:
包含边界条件和网络几何信息，以及网络分支和节点的解决方案。
gfssp_error.dat:
错误信息,本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。
Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.2014XecaTurbo.Allrightsreserved.7,其中为绝热壁温，为气膜温度，为气膜孔出口冷气温度,External,BoundaryConditions,定义外部边界条件，包,括外部传热系数和绝热壁温。
重新关联冷却孔和现有的气膜区域（在CFD文件导入到InternalCoolingAirflowCFDfilesetup窗口）求解器：
FilmEffectivenessSolver,FilmEffectivenessandHeatTransferAugmentation,为FilmEffectivenessandHeatTransferAugmentation的求解定义参数,软件各模块及功能,指定外部边界条件模型（湍流模型、强制转捩-初始边界层、前缘驻点传热系数），确定用于FilmEffectivenessandHeatTransferAugmentationSolver中的模型区域求解器：
STAN7Solver（注：
运行该求解器之前，用户必须成功运行GFSSPSolver）,注：
FilmEffectiveness（气膜效率）,本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。
Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.2014XecaTurbo.Allrightsreserved.8,ThermalAnalysis,创建和求解TAS模型。
求解器：
Steady-StateSolver（运行该求解器之前，用户必须成功运行Core（Closed）PassageSolver、并生成3D网格）,Steady-StateSolver,执行CTAADS所有求解器的迭代求解直至收敛。
软件各模块及功能,求解器：
TASSolver（含有来自STAN7和Filmeffectiveness中的外部边界条件，而来自GFSSP中的内部边界条件将不被使用）,查看结果,在Results菜单中选择3DMesh、TASSolution、Steady-State查看结果。
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Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.2014XecaTurbo.Allrightsreserved.9,求解器,本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。
Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.2014XecaTurbo.Allrightsreserved.10,内部冷却气流求解器GFSSP（通用流体系统模拟程序）外部边界层求解器STAN7空心冷却叶片固体网格划分程序TAS-3DMesh热分析求解器TAS,各模块运行流程,本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。
Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.2014XecaTurbo.Allrightsreserved.11,设计流程（案例示范）,本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。
Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.2014XecaTurbo.Allrightsreserved.12,以“CooledBladeRadial_CRS.cta”案例为示范，该案例的默认路径是“C:
ProgramFilesConceptsCTAADSFiles”,设计流程（案例示范）进入向导界面,从“File”命令中点击“open”并在默认路径下选择“CooledBladeRadial_CRS.cta”。
（注：
如果想创建一个新的设计，选命择令“中Fil的e”“new”。
从“File”命令中点击“Wizard”，进入CTAADS的主向导界面。
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Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.2014XecaTurbo.Allrightsreserved.13,设计流程（案例示范）AnalysisParameters,3.在主向导界面单击“AnalysisParameters”，进入分析参数模块的,Description窗口。
设置第几级、叶片数量；选择高低压和叶片类型,本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。
Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.2014XecaTurbo.Allrightsreserved.14,4.单击“Next”，进入I/OUnits窗口。
选择参数单位,设计流程（案例示范）AnalysisParameters,本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。
Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.2014XecaTurbo.Allrightsreserved.15,5.单击“Next”，进入DesignPiontDefinition窗口。
设置设计点参数，包括压气机出口、燃烧室出口和透平出口温度和压力，以及透平转速，核心质量流量,设计流程（案例示范）AnalysisParameters,本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。
Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.2014XecaTurbo.Allrightsreserved.16,6.单击“Next”，进入CoolingAirSupplySetup窗口。
设置冷却空气供应源的数量（注：
静叶冷却方案中，通常具有不止一个冷气供应来源）,设计流程（案例示范）AnalysisParameters,本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。
Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.2014XecaTurbo.Allrightsreserved.17,7.单击“Next”，进入CoolingAirSupplyDefinition窗口。
设置冷却空气的温度和压力,设计流程（案例示范）AnalysisParameters,本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。
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Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.2014XecaTurbo.Allrightsreserved.19,8.单击“Next”，进入AirfoilLEOperatingConditions窗口。
设置设计点参数，包括压气机出口、燃烧室出口和透平出口温度和压力，以及透平转速，核心质量流量,设计流程（案例示范）AnalysisParameters,本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。
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Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.2014XecaTurbo.Allrightsreserved.21,9.单击“Next”，继续设置叶片气源运行工况参数。
选择平均温度分布的组态，并输入相关数值,设计流程（案例示范）AnalysisParameters,本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。
Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.2014XecaTurbo.Allrightsreserved.22,10.单击“Next”，进入DesignPiontDefinition窗口。
选择平均压力分布的组态，并输入相关数值,设计流程（案例示范）AnalysisParameters,本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。
Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.2014XecaTurbo.Allrightsreserved.23,11.单击“Next”，进入BaseAlloyDefiniton窗口。
选择特涂层材料，并指定基合金相关物性参数包，括密度导、热系数等,设计流程（案例示范）AnalysisParameters,本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。
Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.2014XecaTurbo.Allrightsreserved.24,12.单击“Next”，进入CeramicCoatingDefinition窗口。
指定基合金厚度和相关物性参数，包括密度、导热系数等,设计流程（案例示范）AnalysisParameters,本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。
Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.2014XecaTurbo.Allrightsreserved.25,单击“Next”，进入WizardModuleFinish窗口。
单击“Finish”，回到主向导界面，点击“Save”，保存信息,设计流程（案例示范）AnalysisParameters,本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。
Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.2014XecaTurbo.Allrightsreserved.26,1.在主向导界面单击“AirfoilCore”，进入叶片核心模块的ExternalAirfoilDefinition窗口。
加载叶型几何,设计流程（案例示范）AirfoilCore,去除涂层厚度输出热裸叶型,本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。
Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.2014XecaTurbo.Allrightsreserved.27,2.单击“Next”，进入RadialHeightDefinition窗口。
指定径向高度的最小值和最大值,设计流程（案例示范）AirfoilCore,本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。
Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.2014XecaTurbo.Allrightsreserved.28,3.单击“Next”，进入RadialHeightSectionsDefinition窗口。
指定径向区域分布的方式,设计流程（案例示范）AirfoilCore,指定数值并，勾选核心定义区域,本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。
Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.2014XecaTurbo.Allrightsreserved.29,4.单击“Next”，进入RibDefinition窗口。
经常采用3的拔模角,设计流程（案例示范）AirfoilCore,注：
具有双通道冲击管结构的静叶必须采用straight,本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。
Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.2014XecaTurbo.Allrightsreserved.30,5.单击“Next”，进入WallThicknessDefinition窗口。
指定壁面厚度（具体厚度位置见图示）,设计流程（案例示范）AirfoilCore,本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。
Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.2014XecaTurbo.Allrightsreserved.31,6.单击“Next”，进入WallThicknessSectionsDefinition窗口。
指定不同区域的壁面厚度,设计流程（案例示范）AirfoilCore,本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。
Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.2014XecaTurbo.Allrightsreserved.32,7.单击“Next”，进入BladeLECoolingConfiguration窗口。
是否有专,门的前缘进给通道,设计流程（案例示范）AirfoilCore,选择冷却流动类型,本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。
Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.2014XecaTurbo.Allrightsreserved.33,8.单击“Next”，进入LE-Dedicatedfeed-RadialFlow窗口。
指定前缘和中间部分之间的肋壁的几何参数,设计流程（案例示范）AirfoilCore,本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。
Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.2014XecaTurbo.Allrightsreserved.34,进入Mid-BodyCoolingConfiguration窗口。
选择中间部分冷却结构的类型注：
最大的核心通道数为9。
（核心通道可以包括径向/蛇形中间部分通道，以及前缘和尾缘的专用进给通道。
例如，如果有两个专门进给通道，那么用户可以指定中间部分通道的最大数是7；如果没有专门的进给通道，那么最大数量为9）,设计流程（案例示范）AirfoilCore9.单击“Next”，,本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。
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