[发明专利]用于预测涡轮机性能的方法

权利要求书

1.一种用于预测压气机(14)的性能的计算机实现的方法，所述压气机(14)包括转子和定子，所述转子包括至少一个叶片级(48)，所述至少一个叶片级(48)包括多个叶片，所述定子包括至少一个导叶级(46)，所述至少一个导叶级(46)包括多个导叶，所述方法包括步骤：

-对CFD气体路径(120)建模，所述CFD气体路径(120)包括：

-压气机入口通道(156)，

-至少一个导叶流动部分(146)、邻近于所述导叶流动部分的至少一个叶片流动部分(148)、以及在所述导叶流动部分和所述叶片流动部分之间的至少一个混合平面，其中每个导叶流动部分(146)对应一个导叶级(46)并且每个叶片流动部分(148)对应一个叶片级(48)，以及

-压气机出口通道(157)，

-将所述导叶和所述叶片建模为非绝热固体，

-构建转子的模型，所述转子的模型包括面对多个导叶非绝热固体的至少一个第一转子固体域(220a)和附接到多个叶片非绝热固体的至少多个第二转子固体域(220b)，所述第一转子固体域和所述第二转子固体域彼此相邻，并且被建模为非绝热，

-构建定子(150)的模型，所述定子的模型包括附接到多个导叶非绝热固体的至少一个第一壳体固体域(240a)和面对多个叶片非绝热固体的至少一个第二壳体固体域(240b)，所述第一壳体固体域和所述第二壳体固体域彼此相邻，并且被建模为非绝热，

-对多个流体到固体的界面(270)建模，每个流体到固体的转子界面在相应的叶片流动部分或导叶流动部分与径向相邻的转子固体域或壳体固体域之间提供热交换链路，

-对一个或多个固体转子界面(230)建模，每个固体转子界面在相邻的转子固体域的相应对之间提供热交换链路，以及

-对一个或多个固体定子界面(250)建模，每个固体定子界面在相邻的定子固体域的相应对之间提供热交换链路。

2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述方法进一步包括步骤：构建所述壳体周围的空气的固定流体模型，所述固定流体模型具有与所述壳体固体域接触的第一内边界和与所述第一内边界相对的第二外边界(300)，大气压力和温度条件被施加到所述第二外边界。

3.根据权利要求2所述的计算机实现的方法，其中所述壳体周围的所述空气的所述固定流体模型包括多个流体域(280)，每个流体域(280)与相应的壳体固体域接触，对一个或多个流体界面(290)建模，每个流体界面在相邻的流体域(280)的相应对之间提供热交换链路。

4.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述方法进一步包括步骤：

-对所述压气机入口通道(156)下游、所述压气机转子上游、并且邻近于所述压气机转子的第一固定固体域(221)建模，

-提供上游固体转子界面(230)，以用于在所述转子和所述第一固定固体域(221)之间提供热交换链路，

-将多个入口导向叶片建模为从所述第一固定固体域径向延伸到第一壳体固体域(240a)的非绝热固体，

所述第一固定固体域和所述第一壳体固体域具有施加大气温度条件的相应上游边界(310、311)。

5.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述方法进一步包括步骤：

-对在所述压气机转子下游、并且邻近于所述压气机转子的第二固定固体域(220)建模，

-提供下游固体转子界面(230)，以用于在所述转子和所述第二固定固体域(220)之间提供热交换链路，

-将多个出口导叶建模为从所述第二固定固体域径向延伸到最终下游壳体固体域的非绝热固体，

-对所述压气机出口通道(157)的最终部分(160)建模，所述最终部分(160)从所述出口导叶向下游边界延伸一定距离(L1)，其中所述下游边界被施加边界压力。

6.根据权利要求5所述的计算机实现的方法，其中所述方法进一步包括步骤：对所述下游固体转子界面的下游边界(340)和所述最终下游壳体固体域(341)的下游边界施加所述CFD气体路径的所述最终部分的所述最终边界的相同温度。