1. 公司介紹

CFturbo是CFturbo software & Engnieering GMBH公司的產品。該公司是一家德國專業(yè)的旋轉機械設計軟件/咨詢公司，總部位于德國的德累斯頓市，公司在旋轉機械設計領域已有超過20年的歷史，通過大量的工程實踐積累了非常豐富的設計和仿真經驗。

       2. CFturbo軟件介紹

CFturbo是專業(yè)的葉輪機械葉輪及蝸殼設計軟件，該軟件結合了成熟的旋轉機械理論與豐富的實踐經驗，基于設計方程與經驗函數(shù)開展設計，并且能夠根據(jù)用戶積累的專業(yè)技術和設計準則來定制經驗函數(shù)。作為一個便捷高效的工程設計軟件，CFturbo廣泛應用于離心/混流式/軸流式的泵、風機、壓縮機、渦輪、水輪機等旋轉機械的設計。

圖 1 CFturbo設計案例

       3. CFturbo軟件技術優(yōu)勢

?      完備的設計功能：CFturbo具備離心及混流式泵/風機/壓縮機/渦輪/水輪機的葉輪參數(shù)化設計能力，以及與葉輪匹配的蝸殼、擴壓器（葉片式/流道式）等的整機設計能力，支持三級以內多級轉子的設計能力，支持污水泵、雙蝸殼、復合葉片等的設計能力。

?      全參數(shù)化智能設計，設計快速，重復性好：只需提供葉輪機械設計點的流量、壓差、轉速和流體介質屬性等基本條件，CFturbo即可根據(jù)內置的經驗函數(shù)自動設計葉輪機械的二維和三維水力模型。CFturbo智能化設計功能可引導設計人員進行葉輪機械的流程化的設計，同時有經驗的設計人員可以根據(jù)自己的經驗和特定的設計要求在不同的設計階段對自動設計進行干預，快速實現(xiàn)模型的改型設計。

?      葉輪子午面設計及固體結構加厚設計：CFturbo葉輪子午面流道設計提供貝塞爾曲線、直線+圓弧、直線、樣條曲線、導入外部曲線等方式來控制子午流道的形狀，并提供過流面面積曲線、靜力矩曲線、子午面速度云圖分布等信息指導子午面形狀設計。支持對子午面二次回流和葉輪結構固體加厚設計功能。

圖 2葉輪子午面二次流及固體加厚設計

?      葉型設計功能：CFturbo內置有多種葉型供用戶選擇，如圓柱式、扭曲式、直紋式、直出式等，用戶可根據(jù)葉輪機械的設計要求選擇合適的葉型。軟件內置了速度三角形設計理論和液流角設計相關的經驗函數(shù)指導設計。

圖 3多種葉型設計選項

?      葉輪逆向設計功能：支持導入已設計好的經典設計方案的葉輪3D幾何，通過半自動化的操作方式獲取導入葉輪幾何的子午面、葉輪參數(shù)化設計建模的各步驟參數(shù)，獲取該導入模型的CFturbo的參數(shù)化設計模型，使已有設計方案可更易于手動調整設計參數(shù)，更好的支持設計優(yōu)化迭代。

圖 4 葉輪逆向工程

?      蝸殼斷面形狀設計功能：CFturbo提供了8種斷面形狀供用戶選擇。

圖 5 蝸殼斷面形式

?      蝸殼固體加厚功能：支持基于已設計好的蝸殼流道進行固體加厚設計。

圖 6 蝸殼固體加厚功能

?      CFturbo數(shù)據(jù)庫功能：

         n 內置真實氣體物性庫和狀態(tài)方程：CFturbo集成了CoolProp開源物性庫和REFPROP物性庫。內置多種非理想氣體狀態(tài)方程，如雷德利希-鄺氏方程及其修正方程、彭-羅賓遜狀態(tài)方程等，支持基于CoolProp真實物性進行設計。

         n 內置多種翼型庫且支持翼型庫的擴展：集成了NACA翼型數(shù)據(jù)庫，并支持對該翼型數(shù)據(jù)進行改型設計，同時支持將已有的翼型數(shù)據(jù)輸入CFturbo進行設計調用。

         n 豐富的經驗函數(shù)庫：集成了CFturbo公司數(shù)十年的設計經驗，針對不同的葉輪機械類型內置的經驗函數(shù)也不同，體現(xiàn)了軟件在進行參數(shù)化設計時的專業(yè)性。允許客戶自定義新增經驗函數(shù)庫。

?      CFturbo性能預估功能：根據(jù)其內置的經驗函數(shù)，可以預估不同轉速下葉輪機械的不同特性曲線，如離心泵P-Q曲線、壓縮機壓比曲線等?；谌~輪機械的預估特性，用戶可以及時對模型參數(shù)進行設計修改。

?      完備的軟件接口：具備與市面上主流CAD與CAE軟件的直接接口，所有參數(shù)操作支持命令行運行。支持內嵌到ANSYS Workbench19.2 以上版本中進行交互設計；具備與專業(yè)流體仿真軟件Simerics-MP+的無縫集成接口，可“一鍵式”實現(xiàn)設計方案的CFD性能仿真。

圖 7 嵌入至Ansys Workbench流程

圖 8 CFturbo & Simerics-MP+的設計仿真一體化

?      CFturbo BLADERUNNER自動化插件：用于驅動CFturbo和Simerics-MP/MP+完成葉輪機械的CFD性能和性能曲線預估，可以很方便的對葉輪機械不同的幾何結構、網(wǎng)格或求解器進行性能特性的對比分析。

圖 9 CFturbo BLADERUNNER多工況批處理功能

?      CFturbo FEA有限元分析模塊：支持由多個實體組成的模型的靜力學分析。

圖 10 CFturbo結構有限元分析功能

       4. 選擇CFturbo的理由：

         1. 界面友好，易用性強，設計習慣符合國內用戶操作習慣；

         2. 具備泵、風機、壓縮機、渦輪、水輪機等旋轉機械葉輪、蝸殼及定子等整機設計的能力；

         3. 具備大量源于工程積累的經驗設計函數(shù)，所有這些函數(shù)都是對用戶公開的；同時，用戶可以將自身的經驗設計函數(shù)添加至Cfturbo的函數(shù)庫中；

         4. 能夠導入外部創(chuàng)建的優(yōu)秀的葉輪機械轉子設計模型進行逆向復現(xiàn)，以支持基于該優(yōu)秀水力設計方案的改型設計；

         5. 接口豐富、功能完備，易于集成到產品設計-仿真分析-加工制造的流程之中；

         6. 所有操作均支持命令行運行，可支持與各類優(yōu)化軟件建立自動尋優(yōu)設計流程。