CAESES İLE SALYANGOZ MODELİ OLUŞTURMAK (HOW TO CREATE A VOLUTE)
01-09-2020

CAESES İLE SALYANGOZ MODELİ OLUŞTURMAK (HOW TO CREATE A VOLUTE)

Kıvrımlı geometriler basit görünmelerine rağmen simülasyon odaklı şekil optimizasyonu alanına girildiğindezor bir tasarım prosesi ile karşılaşılır. Tasarımların, geometrilerin de otomatik olarak birleştirildiği bir optimizasyon döngüsü içinde otomatik olarak oluşturulması gerekir. Dolayısıyla, bu senaryoda, tüm tasarım modellerininrobustolduğundan emin olmalısınız. Ek olarak, yüzeylerin meshleme işlemi için benzersiz bir şekilde tanımlanması gerekir ve geometrilerin, öngörülen kesit alanı ilerlemeleri vetasarım kısıtlamalarını karşılaması gerekir.

Bu blog postunda, CAESES yazılımında volute geometri oluşturmak için 10 adımdan bahsedilmektedir. Bazı özel durumlarda farklı yaklaşımlar kullanılması gerekebilir. Fakat aşağıda anlatılanproses 10 adımda Salyangoz geometrisi (Volutegeometry) oluşturmak için yeterlidir. Bütün animasyonlar ve ekran fotoları CAESES ara yüzünden alınmıştır.

1.ADIM - KESİT TANIMLAMA YÖNTEMİ - CROSS SECTION PARAMETRIZATION

Her firmanın kenditasarımı içinkesitlerini tanımlama yöntemi vardır. Modelin verimli bir şekilde çeşitlendirilmesi için, genellikle giriş / çıkış boyut oranı, ağırlık merkezi değerleri, Alan / Yarıçap oranları gibi 2D parametreleri ve ince ayar yapmak için başka geometrik kontrollerin tanımlanması gerekir. Bu kontroller, elde etmek istediğiniz tasarıma bağlı olarak değişkenlik gösterebilir. Aşağıdaki resimde, bölümün şeklini ek olarak değiştiren NURBS kontrol noktası ağırlıkları vardır:

2. ADIM – PARAMETRE DAĞILIMI (PARAMETER DISTRIBUTION)

Model kesitinin her bir 2B kesiti için, parametrelerin değişim özellikleri oluşturabilir.Bu parametre özellikleri (yani parametre dağılımları), daha sonra tasarım çalışmaları ve şekil optimizasyonu sırasında çeşitlendirilecek olanlardır.

3.ADIM – KAYDIRMA YÜZEYİ OLUŞTURMA (GENERATE SCROLL SURFACE )

Kesit tanımına ve ilgili parametre dağılımlarına bağlı olarak sweep yüzeyi oluşturulmaya başlanabilir. CAESES içinde, bunun için yükseltilmiş bir yüzey (sonlu bir kesit kümesini enterpolasyon yapmak için) ya da pürüzsüz bir yüzey oluşturmak için doğrudan 2D tanımları ve fonksiyon grafiklerini alan meta yüzey teknolojisi kullanılmaktadır.

4. ADIM – GİRİŞ VE ÇIKIŞ OLUŞTURMA ( CREATE INLET/OUTLET)

Türbin ya da kompresör tasarımlarına bağlı olarak, giriş ve çıkış geometrilerini oluşturmanız gerekir. Tasarım sürecinde, bu çok önemli bir nokta değildir ve genellikle sadece kurallı bir yüzey veya dairesel yapıya sahip oldukça basit bir B-spline geometrisi oluşturulmalıdır. Elbette, bu geometri karmaşık olmasa bile, gerekirse modelin kontrol edilmesine izin veren birkaç parametre tanımlanabilir.

5. ADIM – YUMUŞAK GEÇİŞ (SMOOTH TRANSITION)

Bu geometri dosyası ilginç olarak nitelendirilebilir; CAESES’da giriş-çıkış geometrisi için bir yüzeyden diğerine uzanan, teğetsel etki altında bazı kontrolleri olan radyus yüzey tipi kullanılır. Bu genellikle yeterli olmakla birlikte, yetersiz kaldığı durumlarda yüksek seviyede kontrol sağlayanMeta yüzeyler kullanılabilir.

6.ADIM – KESİŞEN YÜZEYLER İÇİN OFFSET YÜZEYLERİ (OFFSET SURFACE FOR THE INTERSECTION)

Offset yüzeyler oluşturma işlemi CAESES yazılımı ile birkaç dakikada oluşturulabilir. Buna rağmen bu süreç içinde yüzeylerin kesişme(intersectionsurface) adımları hazırlanmak zorundadır. İlk adım olarak ana yüzeyle kesişen iki offset yüzey yaratılır.  

7.ADIM - KESİŞİM YERİ (INTERSECTION)

Dil yüzeyi için alana ihtiyaç vardır. İlk oluşturulan yüzey ofsett yüzeyleri ile kesiştirilmiş vetrim edilmiştir. Böylece dil için gerekli olan boş alan oluşturulmuştur. Kalan parçaları tamamlamak için CAESES’ın alt yüzey özelliği olan NURBS eğrileri veya BRepeğrileri kullanılarak model üzerinde daha fazla kontrol sağlanabilir. 

8.ADIM -  VOLUTE GEOMETRİDE DİL YÜZEYİNİN OLUŞTURULMASI (TONGUE SURFACE)

Volute geometrilerde dil yüzeyinin (tonguesurface) oluşturulması tasarım sürecinin en zorlu kısımlarından biridir. Geometrideki her kıvrım için farklı özelliklerde eğriler bulunması zaman alır. Tasarım sürecinde geometriyi sweep ederken kontrole sahip olmak istenir. Bu nedenle dil yüzeyini oluştururken kontrolü daha yüksek seviyede sağlamak için dil kesitini parametre olarak tanımlamak tasarım sürecinde daha kullanışlı olacaktır. Böylece dil kesitinin ayrıntılı kontrolü için parametre dağılımı kullanılabilir.Volute geometrilerde bazı yarıçap değerleri sabit olmak zorundadır. Bu gibi durumlarda doğrudan bir yarıçap değeri tanımlanabilen BRep özelliği kullanılabilir.

9.ADIM – KAPALI GEOMETRİ OLUŞTURMAK (CLOSE GEOMETRY)

Tüm geometrinin robustolması için giriş ve çıkışın yüzeyler ile kapatılması gerekir. Ek olarak, meshleme sürecinde,  tanımlamak için oluşturulan yüzeyler farklı renkler ve ID’ler ile tanımlanabilir.

10.ADIM – SAĞLAMLIK KONTROLÜ (CHECK ROBUSTNESS)

Giriş bölümünde bahsedildiği gibi, tasarım optimizasyonu için kullanılabilecek bir model oluşturmak istenmektedir. Bu nedenle, varyasyon sırasında modelin Robust olup olmadığı kontrol edilmesi gereklidir. CAESES yazılımında bu kontrolü sağlamak için CAESES içine entegre edilmiş algoritmalardan yararlanılabilir.