眾所周知，由于CAE技術(shù)在現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計中能起到提高質(zhì)量、縮短周期、節(jié)省成本等重大效益，它在工程界的地位越來越重要。而從CAE應(yīng)用的深度、廣度和應(yīng)用歷史等各個方面來看，幾乎找不到能比航空發(fā)動機更具代表性的行業(yè)。由于極惡劣的工作環(huán)境、極高的可靠性和性能要求，航空發(fā)動機產(chǎn)品的任何零部件設(shè)計幾乎都無一例外離不開各種高級CAE技術(shù)的參與。ANSYS系列軟件在航空發(fā)動機行業(yè)具有獨特的地位和悠久的應(yīng)用歷史，在當(dāng)今CAE行業(yè)中，還沒有任何公司能提供比ANSYS更完善的航空發(fā)動機CAE解決方案，其特色主要體現(xiàn)在如下兩個方面：

　　

　　1.功能的全面性和先進性

　　

　　CAE技術(shù)在航空發(fā)動機領(lǐng)域的應(yīng)用首先是從計算結(jié)構(gòu)力學(xué)分析（結(jié)構(gòu)有限元分析FEA）開始的，以解決零部件的強度、剛度、振動、壽命、以及優(yōu)化設(shè)計等問題；隨后，計算傳熱學(xué)和計算流體力學(xué)（CFD）開始獲得大規(guī)模應(yīng)用并發(fā)展非常迅速；而現(xiàn)代磁懸浮多/全電發(fā)動機技術(shù)的蓬勃發(fā)展則使得原本極少用到計算電磁學(xué)（CEM）技術(shù)在航空發(fā)動機設(shè)計中也逐步開始顯得重要起來。ANSYS為所有這些分析領(lǐng)域都提供了最好的技術(shù)支持。

　　

　　在計算結(jié)構(gòu)力學(xué)方面，ANSYS以Mechanical、LS-DYNA、Fe-Safe、Motion、AutoDyn、DesignSpace等為主的產(chǎn)品體系，除完全涵蓋航空發(fā)動機結(jié)構(gòu)分析的幾乎全部所需外，還有如下針對性技術(shù)優(yōu)勢：

　　

　　接觸非線性分析能力在算法、易用性、適應(yīng)性上都優(yōu)于其它系統(tǒng)；

　　

　　獨特的隱式/顯式耦合計算功能對諸如鳥撞等沖擊碰撞問題提供了最高的求解精度；

　　

　　獨特的優(yōu)化設(shè)計功能（與CAD協(xié)同、變分技術(shù)）以及6σ可靠性和穩(wěn)健性設(shè)計技術(shù)；

　　

　　獨特的基于真實實體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析功能和擠壓油模阻尼單元；

　　

　　簡便易用的高級循環(huán)對稱分析功能，以及全自動復(fù)雜結(jié)構(gòu)六面體網(wǎng)格技術(shù)；等等。

　　

　　在計算流體力學(xué)方面，ANSYS以CFX（TASCflow）、BladeGen、TurboGrid、ICEM CFD等為主的產(chǎn)品體系，占據(jù)了全球葉輪機械CFD分析市場份額的90％以上，其技術(shù)優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：

　　

　　集專用的葉輪機械設(shè)計工具、網(wǎng)格處理工具和高級解算功能于一體；

　　

　　獨特地采用了基于有限元的有限體積法，最佳地兼顧了計算效率和計算精度；

　　

　　獨特地采用了最先進的全隱式耦合求解技術(shù)，收斂速度比其它CFD軟件快幾乎一個數(shù)量級；

　　

　　獨特的SST湍流模型與自動壁面函數(shù)功能相結(jié)合，對網(wǎng)格的質(zhì)量要求降到最低；

　　

　　最佳的并行性能，可在所有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（包括混合網(wǎng)絡(luò)）里達(dá)到近似線性的加速比；等等。

　　

　　在計算電磁學(xué)學(xué)方面，ANSYS以EMAG、FEKO、SimLab等模塊為主，同樣全面涵蓋航空發(fā)動機設(shè)計中的電磁計算需求，其主要研究能力包括：

　　

　　l 多/全電發(fā)動機耐高溫高性能磁懸浮軸承、啟動發(fā)電機等關(guān)鍵零部件電磁特性計算；

　　

　　l 電氣化傳動附件電磁特性及EMC/EMI/SI計算；等等。分頁

　　

　　2.多場耦合分析和協(xié)同仿真

　　

　　如前所述，航空發(fā)動機CAE信息化軟件涉及了非常廣泛的結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)、溫度場、電磁場等領(lǐng)域，對于許多關(guān)鍵零部件的設(shè)計而言，往往都會涉及到這些問題的綜合作用，亦即需進行耦合場分析，諸如：

　　

　　風(fēng)扇和壓氣機葉片的氣動-結(jié)構(gòu)耦合分析；

　　

    渦輪葉片、渦輪盤、燃燒室以及噴管的氣動-熱-結(jié)構(gòu)耦合分析；

　　

　　磁懸浮軸承、啟動發(fā)電機電磁-熱-結(jié)構(gòu)耦合分析；等等。

　　

　　ANSYS就是專門用于解決這些多物理場耦合問題的最佳工具，其主要特色包括：

　　

　　各物理場的模型和網(wǎng)格相互獨立，場間網(wǎng)格可以完全不同，場間通過載荷向量來體現(xiàn)耦合；

　　

　　各場的分析類型、求解器、求解選項、結(jié)果文件可以完全不一樣，保持足夠靈活性；

　　

　　自動進行雙向耦合迭代求解，多數(shù)問題還可以在矩陣級別進行直接的耦合求解；等等。

　　

　　同時，ANSYS以新一代協(xié)同仿真架構(gòu)Workbench為核心，將所有核心解算功能和模型處理功能融入該體系結(jié)構(gòu)下，實現(xiàn)了真正的協(xié)同仿真能力，主要體現(xiàn)在：

　　

　　CAD設(shè)計協(xié)同：直接讀入各種CAD軟件的零部件模型并自動裝配；與CAD雙向參數(shù)互動；

　　

　　CAE分析協(xié)同：在統(tǒng)一環(huán)境下建立適合于各種CAE分析的高級網(wǎng)格模型并直接生成各種仿真程序所需的文件格式；能直接接受各種仿真軟件生成的網(wǎng)格；獨特的針對各種FEA/CFD等計算網(wǎng)格的參數(shù)化（類似于CAD）調(diào)整能力；

　　

　　CAE耦合機制：除ANSYS所有CAE產(chǎn)品外，尚可在各種其它FEA/CFD等程序之間進行求解結(jié)果的相互傳遞，解決耦合分析瓶頸；

　　

　　完全統(tǒng)一的CAE環(huán)境：所有CAE工作（FEA/CFD/CEM）的所有過程（前后處理/求解/結(jié)果分析）都能在統(tǒng) 一的Workbench環(huán)境下完成，便于部門間的數(shù)據(jù)溝通和共享、軟件使用技術(shù)的交流；

　　

　　將CAE技術(shù)融入產(chǎn)品研發(fā)流程：在Workbench下構(gòu)建的DesignSpace系列產(chǎn)品是ANSYS專門面向設(shè)計人員提供的設(shè)計前期CAE分析校核工具箱，讓CAD設(shè)計人員可輕松地直接參與CAE仿真工作；同時，Workbench本身是一個前所未有的開放性CAE開發(fā)平臺，用戶可非常方便地定制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的專用CAE程序，讓復(fù)雜的CAE分析在簡單的幾個鼠標(biāo)點取操作下即可完成；等等。

　　

　　綜上所述，對于航空發(fā)動機設(shè)計而言，ANSYS的CAE解決方案具有其它任何CAE軟件所不具備的功能完整性、工作協(xié)同性、以及流程順暢性，這也是為什么包括普惠、羅羅等在內(nèi)的幾乎所有國際知名航空發(fā)動機研制單位都廣泛使用ANSYS作為最主流的分析平臺、甚至是唯一的分析平臺的原因。同時，我們也真誠期望ANSYS能為中國航空發(fā)動機事業(yè)的振興和繁榮貢獻(xiàn)綿薄之力。