NUMECA 叶轮机械气动分析与优化设计培训课程
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培训对象： 叶轮机械设计工程师（压气机、涡轮、风机、泵）、旋转机械研发人员、航空/航天/船舶/能源动力领域科研人员、高校相关专业研究生及教师、CFD仿真工程师。
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培训目标：
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掌握NUMECA软件体系（IGG/AutoGrid、FINE/Turbo、CFView、AutoBlade、Design3D）的核心功能与应用流程。
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熟练使用AutoGrid5和IGG生成高质量的旋转机械结构化网格。
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掌握FINE/Turbo求解器的设置技巧，能够完成定常/非定常流动的数值模拟与分析。
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熟练运用CFView进行流场后处理，提取关键气动性能参数。
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掌握AutoBlade的叶轮参数化拟合与建模方法。
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具备基于Design3D平台的旋转机械气动优化设计能力。
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培训内容介绍：
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一、NUMECA软件体系与旋转机械仿真概述： 介绍NUMECA公司的发展历程及其在叶轮机械CFD领域的领先地位。系统讲解NUMECA核心模块的功能定位（IGG/AutoGrid网格生成、FINE/Turbo求解器、CFView后处理、AutoBlade参数化拟合、Design3D优化平台）。概述旋转机械气动仿真的基本流程及NUMECA的典型应用场景（压气机、涡轮、风机、泵等）。
二、几何前处理与网格划分基础： 讲解叶轮机械几何数据的准备与导入方法。介绍AutoMesh-4G平台下的多种网格技术（HEXPRESS六面体非结构网格、HEXPRESS/Hybrid混合网格）。重点介绍AutoGrid在旋转机械结构网格自动生成中的核心地位，以及IGG在复杂几何交互式网格划分中的应用。
三、AutoGrid5结构化网格划分实战： 深入讲解AutoGrid5的操作界面与网格划分流程。学习轴流压气机、轴流涡轮、离心叶轮等典型叶轮机械的自动网格划分方法。掌握网格拓扑结构的设置、叶片通道的切割与周期性边界处理。通过Rotor37、NASA Stage35等经典案例，实践多级叶轮机械的网格生成技巧。
四、IGG交互式网格划分与逆向处理： 掌握IGG（Interactive Geometry & Grid Generator）的基本操作与界面布局。学习使用IGG处理复杂几何外形（如非标准叶片、带分流叶片叶轮、盘腔等）。讲解IGG逆向处理叶片数据的方法，从点云或离散数据重建几何并划分高质量结构化网格。
五、FINE/Turbo求解器通用设置： 学习在FINE/Turbo中创建工程、导入网格和定义流动工质的方法。掌握湍流模型的选择策略（Spalart-Allmaras、k-epsilon、SST等）。讲解转动部件的设定、转静交界面（Mixing Plane、Frozen Rotor）的处理方式以及边界条件（进口/出口/固壁）的给定方法。
六、定常数值模拟与收敛控制： 学习定常计算的数值参数设置（时间步长、CFL数、多重网格）。掌握初场给定技巧、输出物理量定义及计算控制参数（迭代步数、保存频率）的配置。讲解Taskmanager任务管理器的使用，通过Monitor监控残差、流量、效率等参数的收敛历史，判断计算是否收敛并排查常见错误。
七、非定常计算与转静干涉分析： 深入讲解非定常计算的原理与适用场景（如叶轮机械转静干涉、失速、颤振分析）。掌握非定常计算的时间步长选取、物理时间步与虚拟时间步的设定。学习滑移界面（Sliding Mesh）的配置方法。通过典型算例（如多级压气机非定常计算），分析非定常流动特性。
八、CFView流场后处理技术： 学习CFView的基本界面操作与数据加载方法。掌握子午面（Meridional View）、叶间截面（Blade-to-Blade）、三维流场可视化（云图、矢量图、流线图）的创建技巧。学习沿叶高、叶型表面的参数提取方法（压力分布、载荷分布）。掌握宏（Macro）的录制与自动化后处理技术，实现批量结果输出。
九、AutoBlade参数化建模与拟合： 掌握AutoBlade的界面布局与项目文件结构。学习轴流/离心叶轮的参数化建模方法（端壁型线控制、流面分布、叶片积叠、主叶片几何）。重点讲解AutoFitting参数化拟合技术，将已有的叶片几何（如通过逆向工程获取的数据）拟合为参数化模型，为优化设计做准备。
十、Design3D优化设计平台（一）： 介绍Design3D的核心功能与优化设计流程。掌握CFD_Screening模块的配置方法，建立CFD分析流程链（AutoGrid+FINE/Turbo）。学习Database Generation模块，了解多种数据库生成方法（DoE试验设计、拉丁超立方采样）的原理与设置。
十一、Design3D优化设计平台（二）： 深入讲解Optimization模块的优化算法设置（遗传算法、神经网络、响应面法）。掌握目标函数（效率、压比、流量等）与罚函数的定义方法。学习优化过程中的结果监视与数据提取技巧。通过多排叶轮机械优化实例（如一级半压气机优化），掌握优化问题的排查与数据解读。
十二、高级功能与综合实战： 介绍NUMECA的高级扩展功能，如共轭传热（CHT）、多物理场耦合（MpCCI）、谐波分析（Harmonic）、Clocking效应、燃烧与辐射模块等。通过一个完整的工程案例（如某离心压气机/涡轮的优化设计），引导学员完成从几何拟合、网格划分、数值模拟、流场分析到气动优化的全流程实战演练，形成解决实际工程问题的系统能力。
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