Grundfos公司估计泵使用的电量目前占世界总用电量的10%。公司的工程师不断专注于优化泵效率以减少能源消耗和运营成本,同时对环境产生积极影响。
为了设计泵产品,Grundfos从二十世纪八十年代开始使用有限元分析(FEA)软件,从二十世纪九十年代开始PumpIt 提供的用户界面允许工程师指定他们想要设计的组件类型,例如叶轮、导流叶片或蜗壳。然后,PumpIt会启动自动设计优化循环,来调用包括ANSYS CFD软件在内的仿真工具,从而探索设计空间。
用于定义水力几何结构的叶轮参数化模型
为了减小问题规模并获得可以接受的网格密度,对叶轮使用循环对称方法。
CFD网格
在最近的一个项目中,Grundfos的工程师使用PumpIt驱动ANSYS CFX CFD仿真,以优化新款泵设计的水力表面。他们将泵的水力效率提高1%至2%,同时在更宽的流速范围内扩展最高效率水平。该团队使用ANSYS Mechanical FEA软件从结构角度对泵进行优化,确保满足疲劳寿命目标,同时最大限度地减少重量和制造成本。
使用计算流体动力学(CFD) 软件。最初,FEA 和CFD可用于进行研究和故障排除。从仿真中得到的一些信息对于新产品设计也大有裨益。至少15年前,Grundfos选择在产品设计中使用仿真技术,以开发可靠、高效的产品。最近,公司将一系列仿真工具连接成被称作PumpIt 的自动设计循环,使工程师能够研究数百种设计而且无需手动干预。通过优化程序探索整个设计空间,并根据Grundfos工程师设定的标准鉴别最优设计。