流体機械設計と流体解析シミュレーション

流体機械設計と流体解析シミュレーションを行っている株式会社ターボブレードの社長である林 正基の日々について記載しています

ターボブレードの設計システム 開発設計の根幹の体制

2017年03月30日 | 流体機械設計

ターボブレードの設計システムとして開発設計を行う場合の根幹の体制は次のようになっています。

①自分で造った自社開発のターボ機械の設計ソフトを使い、3次元流線法に基づくポンプ、ブロワ、タービンなどの流体機械の流体部形状を機種ごとに、準3次元流れ解析計算を行いながら流体機械の主要部形状を生成出来ます。

②自社設計ソフトでの形状生成結果は、DXF,IGES,点群データなどで3次元CADで使えるデータ形式として出力され、それをSolidWorksなどの3次元CADで取り込むことが可能です。

③SolidWorksなどで取り込まれ生成された流体機械流体部形状に基づき、詳細な構造設計が3次元CADで行われ、実際に作られる流体機械としての詳細構造設計が完成します。

④詳細流体部形状+詳細構造部形状が3次元設計で決まった後に、再び性能流体解析シミュレーションのための3次元解析モデルを造り、シミュレーション計算でターボ機械の圧力、流量、動力、効率などの値を広範囲にわたって求めます。

⑤性能流体解析シミュレーションだけでなく、ターボ機械は回転機械なので遠心力強度解析や流体力強度解析などを複合的に組み合わせて行い、安全率などの機械としての信頼性を求めます。

⑥3次元流体機械設計が完成しても、実際に機械を造る場合は製作図面が必要となりますので、詳細な組図や部品図を3次元CADの図面生成機能を使って短時間で製作図面を完成させます。

<今日の流れ>

今日は一日、設計と設計計算に集中出来る日となり、現在進んでいる5プロジェクトの中の2プロジェクト用の設計計算と流体部形状設計を行っています。

設計計算の初期は、やはり手計算から始まり、それである程度の妥当性、実現性を確認した後にプログラムなどでの詳細な流体部設計や構造設計に入ります。

流体機械設計にあたっては、頭の中でイメージする流体の流れ状態と実際の流れ状態には差が出ることも多くなりますので、その場合製作して実験したのちに考えとの差が大きいと後々機械の修正に非常な手間と時間、お金がかかりますから、流体部設計の後にシミュレーションで性能を掴んでおくのは、開発期間短縮、費用逓減に大きな効果をもたらします。

設計にあたって充分な自信が持てない箇所があると、やはりその箇所が実際に運転を開始した後にトラブルや性能低下の原因となることも多いようです。

と言っても、開発設計ではこれまでに世界的に前例の無い始めてのことが多いですから、不明点があることも飲み込んで決断をして設計を完成することが必要にもなり、そこらへんがその後の精神的なストレスを生む原因ともなりますが、やらなければ前に進まないので勇気を出して行う必要も多数のプロジェクトで常に存在しています。

そうすると常にそれで良いのか? どうするべきなのか? 本当にこれで良いのかなど葛藤の連続ですが、この20年間ぐらいずっとそうなので、慣れた というところでしょうか。

疲れるけれど。

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