Технология оптимального проектирования турбомашин
Технология оптимального проектирования турбомашин подразумевает под собой целый комплекс исследований, включающих разработку методов конструирования компрессоров и турбин с максимальным КПД. На сегодняшний момент задача оптимизации решается последовательной разработкой многих-многих вариантов и попыткой найти среди них лучшие. И сейчас это в значительной степени — решение старой задачи, но на новом уровне, с использованием вычислительных пакетов, повторение традиционного подхода, когда много пробных экземпляров изготавливается и из них выбирается лучший. Специалистами ООО «ПЛТМ» развивается метод сразу оптимального проектирования, разработана методика геометрического проектирования, прочностного проектирования, достижения сразу глобального оптимума, глобального наилучшего для заданного техническим заданием изделия, в условиях многих ограничений. Отдельно большая работа ведется по топологической оптимизации, то есть с ориентацией на применение аддитивных технологий, на создание более легких структур колес компрессора и микротурбин, установок, что потенциально поможет их охлаждать, то есть заранее повысить параметры проектируемых изделий, поскольку КПД установки напрямую зависит от температуры и от давления перед турбиной. Нам эти параметры необходимо увеличить примерно в четыре раза, что традиционным методом невозможно, не выдерживают материалы. Необходимы либо новые материалы либо находить условия охлаждения этих элементов. В частности, мы проводили большую серию математического моделирования на модельных задачах, и теплообмен в каверне – это один из примеров решения модельной задачи, которые позволяет использовать эти результаты для рабочего проектирования изделий.