OMNIS™/Turbo & Agile (FINE™/Turbo & Agile)

クラス最高のターボ機械設計ツール

仮想ターボ機械設計にスピードと精度を両立させたいと考えているエンジニアの方々が、最も困難な課題の解決に、NUMECAを信頼し、利用しています。

当社は、完全なエンドツーエンドソリューションを包含する独自のツールセットを開発しました。1Dから3D、メッシュ生成、CFD、最適化を1つの環境で行うことができます。75年以上にわたる回転機械の専門知識により、この環境は他に類を見ない使いやすさと精度を実現しています。

対応するターボ機械構成は、軸流多段構成からラジアル構成、斜流構成(コンプレッサ、タービン、ポンプ、ファン、プロペラ、2重反転プロペラ)まで多岐にわたります。

 

OMNIS™ ソリューションには、FINE™/Turbo および FINE/Agile™ツール が含まれており、ご利用が可能です。

予備設計・詳細設計

 

Concepts NRECとの提携により、Agileパッケージの統合された予備設計および詳細設計ツールを使用して、Turbo CFDソフトウェアのパワーを拡張します。 

Concepts NRECのCAE(Computer-Aided Engineering)モジュールには、設計、解析、およびデータ削減のために必要なすべてのステップをガイドする独自の設計ウィザードがあります。

詳細な3D設計のために、ミーンライン設計をAxCent®に送ることができます。


構造格子と非構造格子のシームレスな組み合わせ

回転機械用の構造格子ソルバーであるOMNIS™/Turboソルバーと構造格子メッシュ生成ツールOMNIS™/AutoGridを組み合わせることで、卓越したスピードと精度を提供します。

ボリュート、インレットなどの周辺機器に対しては、非構造格子用のOMNIS™/Open-DBSソルバーOMNIS™/Hexpressメッシュを組み合わせることで、各部品に最適なアプローチを使用して、完全なモデルを解くことができます。

コンプレッサー、タービン、ポンプ、ファン、プロペラ、2重反転プロペラなど、軸流多段式からラジアル式、斜流構成まで、さまざまなコンポーネントに対応しています。


ノンリニア・ハーモニック法(NLH)

KJ66 静圧分布

非定常シミュレーションの解析速度が3桁向上

ノンリニア・ハーモニック法では、クロッキング、翼列の相互作用、トーナル騒音、インレットディストーションなどの過渡現象を100倍速く解くことができます。

このユニークな手法は、あらかじめ選択された数の高調波(通常は翼通過周波数とその倍数に関連する)に基づいて、周期的変動のフーリエ分解によって非定常流れ場を計算します。

ユーザーは、解析に必要な周波数とローターとステーターの相互作用を選択することができます。


詳しくはこちらをご覧ください。    ウェビナーを見る


市場に出回っている他のどのソリューションよりも20倍速いターンアラウンドタイム

OMNIS™/Turbo CFDソリューションは、数千のCPUコアとGPU上でなスケーラビリティを持つよう最適化されています(GPUはCPUの2.4倍のスピードアップを実現します)。

独自の収束加速技術である特許取得済みのCPUBooster™テクノロジーと組み合わせることで、計算時間をさらに3~5倍に短縮します。

このパッケージにより、市場に出回っている他のどのソリューションよりも最大20倍高速化されています。


複雑な物理現象をよりシンプルに

キャビテーションの発生:(左) 解適合格子なし、(右) 解適合格子使用

CFDエンジニアが今日でも直面している、より困難なトピックの解決策をご紹介します。

  • 共役熱伝達(CHT)
  • 燃焼(予混合・非予混合)
  • キャビテーションなど

キャビテーションの詳細な事例   続きを読む


フルエンジン3次元CFDシミュレーション

低排出ガス、高信頼性、高効率といった将来の航空機エンジンの要求を満たすために、1つのコード内で完全な航空エンジンのシミュレーションを可能にする、高効率な完全結合型RANSベースのアプローチを開発しました。

コンポーネント単位のアプローチよりも完全結合型アプローチの利点の1つは、インターフェースの境界条件を推測する必要がないことです。

スマートインターフェース手法は、異なるエンジンコンポーネント、 コンプレッサ-燃焼器-タービン間の直接結合を確実にし、同一 CFD コード内の各コンポーネント間で CFD モデルを変化させることを可能にします。

燃焼プロセスのシミュレーションには、Flamelet Generated Manifold(FGM)法を適用しています。この手法は、古典的な燃焼テーブルアプローチよりも優れており、有限速度効果を確実に捉えることができますが、計算コストも低くなっています。

ノンリニア・ハーモニック法は、翼列間の非定常相互作用と燃焼器出口の非均質性が下流タービン翼列に与える影響をモデル化するために使用されます。 この手法は、古典的なURANSシミュレーションよりも2~3桁高速です。

FINE™/Open-DBSのNLHと燃焼モデルを用いたフルエンジンの計算


さらに詳細はこちらをご覧ください。  

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流体-構造相互作用

 

単一のソフトウェアを使用して、完全なFSIシミュレーションを設定し、開始することができます。FSI-OOFELIEは、Open Engineeringの有限要素ソルバーOofelieとNUMECAの高速で正確な並列流体ソルバーOMNIS™/Open-DBS with OpenLabs™1つの環境に結合します。

単一の環境内で直接結合することにより、セットアップ時間と信頼性を大幅に向上させることができます。


空力-振動-音響解析

FINE™/Acoustics は、音響、振動音響、空力音響を含む幅広い産業用アプリケーションを解析するための完全なシミュレーションツール群です。

ノンリニア・ハーモニック法(NLH)を用いたトーナル騒音源と伝搬の同時解析

定常RANSに基づく広帯域流れ騒音源の再構成。BEM (Boudnary Element Method) と FEM (Finite Element Method) を用いた騒音伝搬解析

 


詳しくはケーススタディをご覧ください。   続きを読む


最適化および不確かさ解析

限られた数の設計反復によるポンプの自動最適化

効率の最大化と効率のばらつきの最小化

最適化フレームワークFINE™/Design3Dは、実験計画(DoE)、モデル削減、最適化アルゴリズム、ポスト処理など、最先端の機能を備えたMinamo最適化エンジンへのアクセスを提供します。

不確かさを考慮し、シミュレーション予測における変動性の影響を定量化することで、実現象に即した最適化を実現します。
 

OMNIS™/Turbo の動作を見るには、この 25 分間のチュートリアルをご覧ください。

ケーススタディ

翼形状の最適設計

FINE™/Design3Dと組み合わせることで遠心圧縮機翼形状の空力性能最適化を実現


主な機能

ミーンライン設計

すべての主要なターボ機械構成に対応。ミーンラインオプションには以下が含まれます: 

  • COMPAL® (ラジアルおよび斜流圧縮機) 
  • PUMPAL® (ラジアル、斜流、軸流ポンプ)
  • RITAL™ (ラジアルおよび斜流タービン)
  • AXIAL™ (軸流圧縮機およびタービン)

詳細3次元設計

AxCent®を使用したジオメトリとブレーディングについては、スルーフロー、2次元B2B、ストリームライン曲率計算などがあります。

  • 2次元およびラジアルブレーディング
  • COMPAL®、PUMPAL®、RITAL™、AXIAL™、OMNIS™/Turbo、pbFEA、およびMAX-PACへの素早いリンク
  • Bezierベースの断面(軸流)とジオメトリ生成(ラジアル)
  • 翼生成シート
  • 翼リーン
  • CAD出力(IGES、STEP、ACIS、Parasolid、STL)
  • 円弧と線分のコンター
  • フィレット(単放射、可変、楕円形)
  • 理想気体および実在気体
  • ハブとシュラウドを独立して操作
  • 圧縮性と非圧縮性の両方の流れのためのマルチストリームチューブ(MST)の計算
  • LE、TEまたはCGで最大3断面までの放射状スタッキング
  • 圧縮性と非圧縮性の両方の流れのための迅速な負荷計算
  • 単一翼の生の能力
  • 圧縮機、ファン、ポンプ、タービンに最適
  • 前縁と後縁のスウィープ
  • スロート面積の計算
  • BANIGの追加
  • 2枚重ねから無制限の断面数まで翼を重ねることが可能
  • 側面加工の強化-罫線面の確認
  • フローカット・トリム・エクステンション
  • 流れの注入と抽出
  • 入口境界層の計算
  • 非軸対称壁
  • パラメータ化された翼タイプ(MCA、DCA、プリチャード、エンハンストプリチャード)
  • パラメータ化された翼型(NACA、コンスタントパッセージ、簡易翼)
  • シンプルで独立指定のスプリッター翼
  • 子午線方向と接線方向のスタッキング曲線調整

OMNIS™/AutoGrid

  •  並列メッシュ生成
  • ウィザードモード:構成に基づいた最適なメッシュトポロジー
  • 高度なジオメトリ機能:翼フィレット、冷却システム、軸対称および非軸対称エフェクト
  • 高度な構成: 多段、バルブ、シュラウドなし、およびバイパス
  • 軸対称エフェクトの自動ブロック生成と自動メッシュ生成
  • Pythonスクリプト技術

OMNIS™/HEXPRESS

  • 完全六面体グリッド(プリズムなし、四面体なし、ピラミッドなし)
  • CADの直接インポート機能
  • CAD操作と分解ツール
  • 迅速なソリューションセットアップと簡単な前後操作を実現するメッシュウィザード
  • 境界層領域の高品質なセルのためのバッファセルと境界層挿入
  • ユーザーが定義したセンサーに基づいて、固体の壁の横またはドメイン内の指定された領域のいずれかで自動細分化を実行
  • CHTや複数部品のジオメトリモデルの処理を可能にするマルチドメイン機能
  • フルノンマッチングのマルチブロック接続により、多段ターボ機械のメッシングが可能

 

OMNIS™/Turbo流体ソルバー

  • すべてのタイプの流体(非圧縮性、完全気体、圧縮性液体、凝縮性気体)と速度(低速から超音速まで)のための1つのコード
  • CPU Booster™モジュールを使用した加速により、収束速度が3~5倍に向上
  • ノンリニア・ハーモニック(NLH)モジュールは、CPU時間で1~3桁の高速化し、完全な非定常ローターとステーターの相互作用を実現
  • 最大5,000~10,000コアでリニアに高速化されたスーパーコンピュータ上のクロスアウト・ハイパフォーマンス・コンピューティング(HPC)
  • モーダルおよびフラッター解析モジュールを用いた流体構造相互作用(FSI)の組み込み
  • 幾何学的または条件の不確かさに関する変動を得るための不確かさ解析モジュール
  • 性能曲線の自動作成
  • マルチグリッド収束加速
  • 完全な完全不連続接続(FNMB)機能
  • 層流乱流遷移
  • 共役熱伝達
  • キャビテーション
  • Pythonスクリプト技術

OMNIS™/Open-DBS流体ソルバー

  • すべてのタイプの流体(非圧縮性、低圧縮性、凝縮性、完全圧縮性)と速度(低速から超音速領域まで)のための1つのコード
  • CPU-Booster™モジュールを使用した加速により、収束速度が3~5倍に向上
  • モーダルおよびフラッター解析モジュールを用いた流体構造の相互作用
  • マルチグリッド収束加速
  • マルチドメイン機能
  • 燃焼
  • ふく射
  • ラグランジュ混相流
  • キャビテーション
  • 複数種反応流
  • 熱力学テーブルと燃焼テーブルの生成
  • Pythonスクリプト技術

OpenLabs™

  • 物理モデルのカスタマイズ、追加が可能
  • 柔軟でユーザーフレンドリーなグラフィカルユーザーインターフェース
  • ユーザーはプログラミングの詳細やコード構造の把握は不要
  • 産業界や学術界のさまざまな分野に適用可能
  • ソースコード化されたモデルと比較した場合の計算コストとメモリコストは同一
  • すべてのOMNIS™/Openコミュニティに無料でアクセス

OMNIS™/Post

  • マルチプロジェクトとマルチビューのグラフィカルユーザーインターフェース
  • Pythonスクリプト技術
  • サーフェスと3次元の局所値
  • 等値線
  • カラーコンター
  • ベクトル
  • 等値面
  • 粒子の雲
  • ラインチャート
  • 積分
  • 式と演算子を使用した物理量定義
  • ライブコプロセッシング

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