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项目案例

项目、设备与分析覆盖范围

自2006年以来,我们为石油天然气、航空航天、船舶、化工、发电及科研领域的客户设计、计算并投运了约3000台(套)设备。客户名称不予披露;工程内容按实际交付情况介绍。

01石油天然气

井下电磁泵

我们开发的首个柱塞式电磁泵型号,分六个数值计算阶段逐一剖析,以便在样机试制之前找出限制寿命的部件。

工作范围
  • 液压箱与柱塞副的运动学分析,揭示了缩短泵寿命的寄生运动
  • 转子动力学:由坎贝尔图确定临界转速与轴承反力
  • 全扭矩历程下柱塞副与齿轮系的强度
  • 疲劳:柱塞副被证实为限制寿命的部件,并计算了其全寿命周期内的使用寿命
  • 气体分离器腔的水力计算,继而计算油、气从水中分离的效率
  • 水力与强度联合计算:将流场作为载荷施加于强度模型
02航空航天

燃气涡轮发动机,四个工作包

对一台发动机开展热力与气体动力学分析,分为四个并行工作包。外涵道模型经客户自有的产品试验验证。

工作范围
  • 外涵道:为客户开发无损检测方法,并经产品试验验证,偏差小于1%
  • 中介机匣:优化流道几何,总压损失降低0.5%
  • 滑油系统:对每条管路、每个单元和部件进行水力计算
  • 空气系统:对发动机内腔进行热气动计算,量化工质的附加加热
03船舶、港口与LNG

冰级船舶与LNG装船

为冰级船舶提供泵、截断阀与调节阀及动力装置部件——这是我们首个按船级社规范执行的项目——同时开展LNG装船管线的水锤分析。

工作范围
  • 该船的推进装置泵与动力装置部件
  • 不同量级风暴作用下的强度,以及机构与驱动装置的受力分析
  • 静强度与动强度,以及使用寿命评估
  • 与涡轮机制造商合作建立机舱噪声模型,并提出隔声与运行模式建议
  • LNG装船管线:系统特性及水锤工况下的压力波传播
  • 全部船用设备均已完成全面试验并投入运行
04化工与流程工业

遥控操作的化工工艺装置

为某危险物料处理设施提供工艺设备。人员无法进入设备间,所有维护作业均由机械手完成。

工作范围
  • 纯钛碱洗塔,用于捕集精馏塔蒸汽中的痕量乙酸以及氟离子和氯离子
  • 用于危险工艺溶液及其冷凝液的蒸发器
  • 从工艺溶液中再生硝酸的塔器
  • 过滤器与捕集器,配有专门设计、可由遥控机械手开启的密封系统
  • 冷却器与储罐:静强度、长期静强度、循环强度、抗震强度与热强度计算
  • 机器人滤芯更换系统:抓具自重不超过140 kg,可搬运350 kg
05发电

换热设备整套文件

为某在运电站的换热设备提供完整的设计文件包——即制造厂据以生产、检验人员据以签字的交付成果。

工作范围
  • 制造技术条件
  • 修理技术条件
  • 检验表:入厂检验、过程质量控制、外部检验、备件和工具
  • 试验程序
  • 强度计算
  • 水力计算
06发电

液态金属泵与回路设备

为某研究设施的液态钠回路提供电磁泵、空冷器和蒸气捕集器。这些设备均无标准同类产品,且工质与空气和水会发生剧烈反应。

工作范围
  • 液态钠在泵及系统中的水力特性
  • 泵的静强度、抗震强度与振动强度
  • 泵内部换热以及泵与环境之间的换热
  • 泵的失效前寿命
  • 在杂质指示器上游对钠进行冷却调温的空冷器,以及从氩气吹扫排气中清除钠蒸气的捕集器
  • 结果:泵达到规定性能,装置获准投入运行
07生物工程

下颌骨与神经相互作用模型

为研究下牙槽神经位移与下颌骨运动之间的关系而构建的高质量有限元模型——将同样严谨的建模方法从机械设备应用于人体解剖。

工作范围
  • 针对求解器优化网格,网格与已建立的接触均实现收敛
  • 赋予骨骼、肌肉与血管组织材料属性
  • 显式建立铰接与弹性约束
  • 模型在颅底固定,按解剖学运动规律施加下颌骨给定位移
  • 结果云图以毫米为单位,配有标尺,并通过探针输出全局坐标系中指定点的数值
08结构与冷却设备

框架、支架与冷却设备

承压边界以外的工作:承载设备的结构,以及使设备保持冷却的装置。

海水淡化模块支撑框架

海水淡化模块支撑框架的强度分析,该模块为一座四机组滨海电站供应生活用水、饮用水和工艺用水。对壳体零部件进行了静强度、振动强度及抗震性能校核。强度条件满足要求。

空气处理机组电加热器

壳体与框架经静强度、地震作用、爆炸冲击波及飞机撞击厂房工况校核。各工况下强度条件均满足要求。

循环冷却机组

安全系统厂房通风空调系统用循环冷却机组的强度分析,包括静强度、振动强度及抗震性能。强度条件满足要求。

机械通风冷却塔

在包括重力在内的主要载荷作用下进行强度分析。壳体网格模型考虑了玻璃钢材料的各向异性。静强度与稳定性均已确认满足要求。

09设备类别

我们设计与计算的设备

十二类设备,小到一台调节阀,大到钻井工具、冷却塔或整套撬装系统。

截断阀与调节阀设计与有限元
安全泄压阀、止回阀与旁通阀设计与有限元
泵有限元与CFD
叶轮机械部件CFD与热分析
换热器与冷却器CFD与热分析
容器、塔器与洗涤塔承压设计
分离器、过滤器与捕集器多相流CFD
钻井工具有限元与CFD
冷却塔各向异性有限元
框架、支架与撬块静力与抗震
起重与装卸设备动力学分析
机械手与抓具运动学与有限元
10模型精选

模型一览

以下设计模型、网格与结果云图均来自已交付项目,涵盖我们业务的大部分领域。客户名称与专有几何均不予披露;所展示的是建模工作,而非图纸资料。

石油天然气

井下与地面设备,从齿轮系到多相分离。

齿轮系——设计模型
齿轮系设计模型
气体分离器腔——CFD · 多相流
气体分离器腔CFD · 多相流
航空航天与燃气涡轮

流道、内腔与发动机系统的热力与气体动力学建模。

中介机匣流道——CFD · 速度场
中介机匣流道CFD · 速度场
发动机内腔——热气动结果云图
发动机内腔热气动结果云图
船舶、港口与LNG

冰级船舶推进装置泵及组件。

船用泵与驱动单元——设计模型
船用泵与驱动单元设计模型
泵与推进组件——有限元 · 结果云图
泵与推进组件有限元 · 结果云图
化工与流程工业

塔器、过滤器与工艺容器,已完成压力、热循环与疲劳论证。

硝酸再生塔——有限元 · 结果云图
硝酸再生塔有限元 · 结果云图
过滤器与滤芯组件——设计模型
过滤器与滤芯组件设计模型
结构与冷却设备

承压边界以外的框架、支架与冷却设备,按静载、振动与地震载荷校核。

海水淡化模块支撑框架——设计模型
海水淡化模块支撑框架设计模型
支撑框架——有限元 · 结果云图
支撑框架有限元 · 结果云图
循环冷却机组——设计模型
循环冷却机组设计模型
机械通风冷却塔——玻璃钢壳体网格模型
机械通风冷却塔玻璃钢壳体网格模型
机械通风冷却塔——有限元 · 结果云图
机械通风冷却塔有限元 · 结果云图
发电

电站用液态金属泵与冷却器、换热设备及海水淡化装置。

钠电磁泵——设计模型
钠电磁泵设计模型
钠电磁泵——有限元 · 结果云图
钠电磁泵有限元 · 结果云图
钠空冷器——设计模型
钠空冷器设计模型
钠蒸气捕集器——CFD · 结果云图
钠蒸气捕集器CFD · 结果云图
海水淡化装置——设计模型
海水淡化装置设计模型
换热设备——整套设计文件
换热设备整套设计文件
验证研究

基准算例:在将方法用于客户项目之前,确认两个求解器之间、或求解器与试验之间结果一致。

截断阀组件——计算模型
截断阀组件计算模型
阀门组件——有限元 · 螺栓预紧与内压
阀门组件有限元 · 螺栓预紧与内压
阀门温度场——APM与ANSYS对比
阀门温度场APM与ANSYS对比
生物工程

同样的有限元方法应用于人体解剖,在一个收敛模型中包含骨骼、肌肉与血管组织属性。

解剖学有限元模型——整体模型网格
解剖学有限元模型整体模型网格
解剖学有限元模型——网格细节(接触区)
解剖学有限元模型网格细节(接触区)
下颌骨与神经相互作用——结果云图
下颌骨与神经相互作用结果云图
下颌骨位移研究——位移云图(毫米)
下颌骨位移研究位移云图(毫米)
11业务覆盖

设备交付地区

经我们计算或由我们编制文件的设备,已供应至欧洲、高加索、中东、非洲和亚洲共九个国家的项目。

中东欧高加索中东北非南亚东亚
12分析覆盖

各类设备适用的分析

完整评估通常会覆盖该行的大部分分析,因为起控制作用的工况很少是最初预想的那个。

设备类别静力与
抗震
疲劳与
寿命
CFD与
流动
热分析电磁文件编制
阀门与管件●●●●–●
泵与旋转机械●●●●●●
钻井工具与井下设备●●●–●–
换热器与冷却器●●●●–●
容器、塔器、洗涤塔●●●●–●
过滤器、捕集器与分离器●●●●●●
搬运与机器人设备●●–––●
框架、支架与冷却塔●●–●–●
整套撬装系统●–●●–●

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在签署保密协议的前提下,我们可以详细介绍建模方法、所采用的标准以及验证依据。

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