1. Modèles mathématiques :Les simulateurs de turbo sont basés sur des modèles mathématiques qui décrivent les processus physiques se produisant au sein des turbomachines. Ces modèles incluent les lois de la thermodynamique, de la dynamique des fluides, du transfert de chaleur et du génie mécanique. Les modèles prennent en compte la géométrie des composants de la turbomachine, tels que les aubes, les aubes et les carters, ainsi que les propriétés du fluide de travail (par exemple l'air, la vapeur ou le gaz).
2. Méthodes de calcul :Les modèles mathématiques utilisés dans les simulateurs de turbo sont résolus à l'aide de méthodes informatiques, telles que l'analyse par éléments finis (FEA), la méthode des volumes finis (FVM) et la dynamique des fluides computationnelle (CFD). Ces méthodes consistent à discrétiser la géométrie de la turbomachine en petits éléments ou cellules, puis à appliquer des techniques numériques pour résoudre les équations gouvernantes au sein de chaque élément.
3. Outils logiciels :Les simulateurs de turbo sont généralement mis en œuvre à l'aide d'outils logiciels qui intègrent les modèles mathématiques et les méthodes de calcul. Ces outils logiciels fournissent une interface conviviale pour saisir la géométrie et les conditions de fonctionnement de la turbomachine, ainsi que pour visualiser les résultats des simulations. Certains logiciels de simulation de turbo populaires incluent ANSYS CFX, COMSOL Multiphysics et Siemens STAR-CCM+.
4. Simulation :Pour effectuer une simulation, l'utilisateur définit la géométrie de la turbomachine, les conditions de fonctionnement (telles que la pression, la température et le débit) et les paramètres de sortie souhaités (tels que le rendement, le rapport de pression et la puissance de sortie). Le logiciel résout ensuite les modèles mathématiques à l'aide de méthodes informatiques et génère les résultats de simulation.
5. Analyse et optimisation :Les résultats de la simulation peuvent être analysés et visualisés pour comprendre les performances de la turbomachine dans différentes conditions de fonctionnement. Les simulateurs de turbo permettent également aux ingénieurs d'optimiser la conception des composants des turbomachines, tels que la forme et la taille des aubes et des aubes, afin d'améliorer leurs performances et leur efficacité.
Dans l’ensemble, les simulateurs de turbo constituent un outil puissant permettant aux ingénieurs d’analyser, de concevoir et d’optimiser les systèmes de turbomachines. Ils permettent aux ingénieurs de prédire le comportement des turbomachines dans diverses conditions de fonctionnement, sans avoir recours à des prototypes physiques, ce qui permet d'économiser du temps et des ressources lors du processus de conception et de développement.
