Flowmaster V7 Gas Turbine

La verticalizzazione Gas Turbine risponde alle esigenze di chi progetta e lavora con turbine a gas per generazione di energia e motori aeronautici ed è sviluppato da un team dedicato che lavora in stretta collaborazione con le maggiori organizzazioni che si occupano di turbine a gas al fine di individuare le esigenze industriali e proporre soluzioni adeguate ed innovative.

I più importanti costruttori di turbine a gas utilizzano Flowmaster per effettuare simulazioni durante la fase progettuale al fine di ridurre i costi dei prototipi, migliorare la qualità del prodotto ed accelerare lo sviluppo del prodotto. Tra gli utilizzatori di Flowmaster V7 Gas Turbine sono presenti Kawasaki Heavy Industries, General Electric, Siemens, Mitsubishi Heavy Industries, Hitachi, Alstom.

Con Flowmaster V7 Gas Turbine è possibile studiare i flussi secondari, il raffreddamento delle pale, lo spillamento d’aria, i sistemi di lubrificazione e di iniezione, i flussi all’interno della camera di combustione, il miscelamento di diversi gas, i trafilamenti d’aria.

Oltre alla vasta libreria di componenti presente nel core di Flowmaster, la verticalizzazione Gas Turbine contiene componenti specifici creati appositamente per modellare le turbine a gas. Tra questi elementi sono presenti:

• Sorgenti di pressione e di flusso con swirl;
• Diverse tipologie di ugelli e orifizi stazionari e rotanti;
• Perdite di carico concentrate disposte in serie;
• Passaggi rotanti;
• Diverse tipologie di labirinti;
• Cavità rotanti.

Tutti questi componenti sono caratterizzati da semplici correlazioni basate su dati empirici ma è sempre possibile inserire specifiche correlazioni che tengano conto dei dati aziendali.

Oltre alla libreria di materiali presente in Flowmaster, la verticalizzazione Gas Turbine contiene combustibili e fluidi tipicamente utilizzati nel mondo delle turbine a gas. Ciascun materiale e ciascun componente è personalizzabile al fine di venire incontro alle esigenze specifiche di ciascun costruttore e di poter integrare facilmente i dati aziendali.

Flowmaster V7 Gas Turbine utilizza un sistema di coordinate tridimensionali per la simulazione degli effetti di sistemi rotanti sui flussi d’aria interni alla turbina. Questo sistema di coordinate tridimensionali, insieme ad uno specifico solutore per lo swirl, permette di calcolare lo swirl generato da componenti rotanti tenendo conto degli effetti dei vortici liberi e forzati. Questo solutore permette inoltre di modellare l’evoluzione dello swirl lungo il flusso e di studiare l’aumento o la degradazione dello swirl causato dalle varie componenti geometriche e meccaniche delle turbine. Grazie al solutore per lo swirl è possibile studiare in modo accurato i flussi di aria secondaria che avvengono tra il rotore e lo statore. Per questo sono presenti componenti rotanti specifici quali orifizi, ugelli, passaggi, labirinti e cavità. In particolare la cavità rotante è un componente complesso che permette di modellare in modo accurato gli spazi presenti tra rotore e statore tenendo conto della sua geometria e della presenza di superfici stazionarie, rotanti o rotanti in senso contrario l’una rispetto all’altra. Grazie all’utilizzo di un’interfaccia grafica specificamente studiata (Cavity Wizard) è possibile digitalizzare la geometria bidimensionale della cavità e discretizzarla in più sezioni come si fa nei metodi agli elementi finiti. La cavità rotante può avere da 2 a 6 ingressi o uscite in modo da modellare accuratamente qualsiasi geometria. La cavità rotante in questo modo diventa un componente complesso basato su una sottorete. All’interno di ciascuna cavità è possibile ottenere i risultati di temperatura, pressione, swirl e portata.

Infine, Flowmaster V7 Gas Turbine è in grado di studiare il miscelamento di diversi fluidi e di calcolare le proprietà della miscela. Questo può essere particolarmente interessante per la modellazione dei flussi all’interno della camera di combustione.

Alcuni componenti della libreria di Flowmaster V7 Gas Turbine

Caratterizzazione della cavità rotante tramite il Cavity Wizard