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流体系统仿真技术

成果类型:: 发明专利,软件著作权

发布时间: 2022-12-02 20:19:46

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 陈琳 | 2022-12-02 20:19:46

西北工业大学动力与能源学院工业仿真软件团队开展航空发动机及燃气轮机核心技术——流体系统仿真技术的攻关研究,流体系统仿真分析软件的国产化问题已基本解决。该技术主要对标国外商业仿真软件,如Siemens公司的FloMaster、Ansys公司的Flownex等,主要适用于工业复杂流动结构的仿真分析设计,如航空发动机/燃气轮机中的空气系统、滑油系统、燃油系统,航空航天中的环控系统、燃油系统、滑油系统、液压系统,原子能、船舶、车辆、化工、水力等领域的管路/管网系统等。实现指标:可以对可压缩、不可压缩流体系统进行稳态及瞬态仿真分析,支持多组分及多相流动,完全实现在国产硬件平台(如国产CPU)、国产操作系统(中标麒麟等)下的适配运行,支持流体网络元件规模不小于十万个,支持Python脚本,支持正向优化设计功能等。

在工业仿真设计领域,大部分工业软件需要进口,并且主要来源于欧美等西方国家,用于大型流体系统的仿真软件价格昂贵、同时对国内军工等高端研究机构限购,给中国高端制造业的升级带来极大的安全隐患。在工程应用中,复杂装置(如航空发动机、汽车发动机、燃气轮机、航空航天设备、原子能设施、化工、水力等)存在大量的复杂流道结构,如空气系统、燃油系统、滑油系统、液压系统、热工水力系统等,流体系统仿真分析技术是重要的支撑设计技术。本项目旨在实现流体系统工业仿真设计软件的国产替代,把工程设计经验固化到国产可控的仿真平台中,提升国产高端装备的自研设计水平,将获取客观的社会及经济效益。

工业软件是高端制造业的支撑技术,目前工业软件也是中国的关键卡脖子问题。流体系统仿真软件平台不仅可应用于航空发动机及重型燃气轮机的空气系统、滑油系统、燃油系统、液压系统等,也可应用于能源动力/核反应堆/化工/水力领域中的热力系统、水力系统、管网系统,航空/航天/车辆/船舶等领域中的液压系统、燃油系统、复杂管路系统等,具有广阔的应用前景。

团队核心成员来源于西北工业大学动力与能源学院:董素艳 副研究员 项目负责人,2001年西北工业大学航空宇航推进理论与工程专业博士毕业,曾担任美国FLUENT及ANSYS公司中国北方大区经理。2009年末任职于西北工业大学,作为项目负责人承担了七十余项科研任务。在2020年通过科研成果转化成立西安流固动力科技有限公司,获创新工场、同创伟业多轮投资,关注工业仿真咨询、工业仿真软件研发等方向。担任西安市工业软件工程技术研究中心、陕西省工业软件未来产业创新研究院、陕西省“四主体一联合”空天动力工业软件校企联合研究中心等机构的负责人。范玮,西北工业大学教授,博导。现任中国航空学会动力分会委员、燃烧与传热传质专业委员会主任,第八届中国工程热物理学会理事、燃烧学分会副主任委员,国家自然基金委会评专家,高等学校能源动力类专业教学指导委员会委员。《航空动力学报》副主编、《燃烧科学与技术》责任编委,多个专业期刊编委。先后主持多项国家级"爆震推进与超临界燃烧"相关课题研究,包括国家自然基金重点及面上项目8项、863项目及国家重大专项。

本项目研发已经历30余年的技术积累,其中承担了众多国家重大项目的研发任务,累积拖入资金约3000余万元,目前已初步实现科研成果转化及工业软件产品的商业化运营。由于工业软件产品的完善需要一个长期的过程,本项目预期需要再投入3000万元的资金,重点在算法求解器的完善、智能优化算法、人机交互友好性方面等进行投入,时间约是两年时间。通过本项目的实施将完全对标国际一流水平的同类产品,如Siemens公司的FloMaster软件,在求解速度、专业性及用户友好性方面进行超越。本项成果将助力推进中国制造2025、高端制造业智能升级等方面,通过虚拟设计手段减少对实物试验的要求,减低排放改善自然环境有重大作用;通过国产自研工业软件的替代,在高端军工研发设计领域保障了国家和社会安全;同过在民生领域,如燃气管网、水力管网、排污管网等领域的应用,将会极大改善人民的生活设施的安全及卫生水平,有着重大的意义。

此科研成果于2020年1月通过西北工业大学科研成果转化政策落地转化,成立西安流固动力科技有限公司。目前本项目已获得两轮股权融资:2020年3月获得创新工场2500万融资,2022年8月获得深圳同创伟业2500万融资。未来团队将继续完善工业仿真软件开发技术,瞄准高端制造业的提升需求,积极与市场需求对接,在工业仿真软件市场占据更大的市场份额。