Siemens Energy, 단일 통합 플랫폼을 사용해 가스 터빈 블레이드 냉각 예측

안전하고 효율적인 가스 터빈 작동은 내부 공기 채널을 통한 터빈 블레이드 냉각에 달려 있습니다. 시뮬레이션 툴은 오랜 기간 금속 온도와 블레이드 부하를 예측하는 데 사용돼 왔으나, 이는 시간이 많이 걸리고 복잡하며, 여러 단계를 거쳐야 하고 여러 툴 간 데이터를 주고 받아야 하는 번거로움이 있습니다.

본 백서에서는 기존 설계 워크플로에서 한 단계 업그레이드 된 방식인 블레이드 유체 및 고체 온도를 모두 예측하는 단일 통합 플랫폼에 대해 자세히 설명합니다. Siemens Energy는 이 통합 복합 열 전달/전산 유체 역학 (CHT/CFD) 워크플로를 활용해 기존 방식의 한계를 뛰어 넘어 설계를 향상시킬 수 있었습니다. 이 방식은 시뮬레이션 속도와 결과 정확성을 모두 높이고 Siemens Energy가 가스 터빈 블레이드 냉각을 향상시킬 수 있도록 지원합니다.

가스 터빈 설계에서 시뮬레이션이 하는 역할에 대해 자세히 알아보기

터빈 블레이드 냉각 시뮬레이션의 목표는 블레이드 전체의 금속 온도와 공기 역학적 부하 및 금속 응력을 예측하는 것입니다. 이 표준 프로세스에는 데이터 전송을 위한 여러 소프트웨어 툴이 사용됩니다. 낮은 차수 방법이나 근사값이 입력값으로 사용되기도 합니다. 

본 백서에서는 단일 다중 물리 툴을 사용해 복합 열 전달 (CHT)과 전산 유체 역학 (CFD)을 모두 계산하는 새로운 워크플로를 소개합니다. 이 터빈 블레이드 시뮬레이션 방법은 공기 온도와 블레이드 온도가 동시에 계산됨을 의미합니다. 본 자료는 이 워크플로가 가진 이점을 설명하고 이를 사용해 얻은 결과의 타당성을 보여줍니다.

본 자료는 설계 프로세스에서 가상 프로토타이핑을 사용하는 작업자에게 특이 유용합니다

본 백서는 터빈 성능을 개선하고 규제 요건을 충족하는 데 전념하는 엔지니어링 팀과 설계 팀에게 유용한 내용으로 구성돼 있습니다. 가상 프로토타이핑은 비용이 많이 들고 시간 소모가 많은 물리적 프로토타이핑을 신속한 시뮬레이션과 디지털 테스트로 대체합니다. 본 백서에서 다루는 워크플로는 가스 터빈 블레이드 냉각 및 설계를 위한 가상 프로토타이핑의 가치를 높입니다.

터빈 시뮬레이션 솔루션의 주요 이점

Siemens의 솔루션 포트폴리오는 설계 목표를 더 빨리 달성할 수 있도록 지원합니다. Siemens 소프트웨어는 디지털 툴을 사용해 터빈 성능을 예측할 수 있도록 지원합니다. 이를 통해 테스트 시간을 단축하고 설계 사이클 초기부터 설계에 대한 확신을 얻을 수 있습니다.  

터빈 시뮬레이션 도구를 사용해 다음과 같은 작업을 할 수 있습니다: 

• 사실적인 지오메트리에 대한 성능을 검사하는 데 필요한 CFD, CAE 및 시스템 시뮬레이션 툴 통합
• 복잡하거나 오래된 워크플로를 대체해 개발 시간 단축
• 전체 작동 환경에서 성능 탐색
• 가상 프로토타이핑을 통해 여러 설계를 디지털 방식으로 탐색하고 비용 부담이 큰 물리적 테스트 축소