行業(yè)應(yīng)用方案 | 飛行器外氣動(dòng)
當(dāng)今航空航天技術(shù)發(fā)展迅猛,以微電子技術(shù)為基礎(chǔ)的光電技術(shù)、生物技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)、納米技術(shù)和計(jì)算機(jī)、新材料、新能源、傳感器技術(shù)等一系列相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的迅猛發(fā)展,使得航天飛行器的發(fā)展也進(jìn)入了一個(gè)前所未有的巨變期。
飛行器將出現(xiàn)高速化、隱身化、無(wú)人化、精確化、信息化的趨勢(shì)。展望未來(lái),下一代飛行器設(shè)計(jì)與目前流行的管狀和機(jī)翼結(jié)構(gòu)有根本的不同,預(yù)計(jì)未來(lái)幾十年內(nèi)會(huì)研制出一系列全新的飛行器,如高超音速攻擊機(jī)、無(wú)人攻擊機(jī)、無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)、微型、超微型偵察機(jī)、智能結(jié)構(gòu)飛機(jī)、超音速巡航導(dǎo)彈、空天飛機(jī)、軌道攻擊武器、全面攻擊武器系統(tǒng)等。
這些飛行器是隱身技術(shù)、高超聲速技術(shù)、無(wú)人機(jī)技術(shù)、動(dòng)能技術(shù)、航天技術(shù)及激光技術(shù)的綜合應(yīng)用,他們將代表一個(gè)新型飛行武器時(shí)代的來(lái)臨。
同時(shí),未來(lái)飛行器的發(fā)展對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),而飛行器外氣動(dòng)及相關(guān)領(lǐng)域的進(jìn)展又將對(duì)未來(lái)飛行器性能的提高帶來(lái)巨大的影響,有些可能是革命性的影響。計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)技術(shù)的進(jìn)展可使飛行器的設(shè)計(jì)、優(yōu)化很容易在計(jì)算機(jī)上完成,不僅可大大節(jié)省研制費(fèi)用,縮短研制周期,還可方便地進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),以獲得飛行器的最佳性能。可以預(yù)見(jiàn),空氣動(dòng)力學(xué)科發(fā)展和CFD的相互作用,將推動(dòng)人類飛行器不斷向前發(fā)展。
Ansys解決方案
Ansys飛行器外氣動(dòng)解決方案旨在幫助企業(yè)總體氣動(dòng)設(shè)計(jì)工程師在統(tǒng)一的仿真平臺(tái)上充分評(píng)估飛行器總體氣動(dòng)的各項(xiàng)性能指標(biāo),充分優(yōu)化飛行器氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)、氣動(dòng)熱分析、氣動(dòng)噪音評(píng)估、彈箭發(fā)射及彈道軌跡等。
一、飛機(jī)外氣動(dòng)
飛機(jī)外氣動(dòng)仿真設(shè)計(jì)包括總體氣動(dòng)設(shè)計(jì)和部件氣動(dòng)設(shè)計(jì),具體分析包括:
飛機(jī)氣動(dòng)性能分析
氣動(dòng)彈性分析
氣動(dòng)噪聲
飛發(fā)一體化氣動(dòng)設(shè)計(jì)
外掛一體化氣動(dòng)設(shè)計(jì)
螺旋槳?dú)鈩?dòng)設(shè)計(jì)
飛機(jī)部件氣動(dòng)參數(shù)優(yōu)化
飛機(jī)氣動(dòng)外形拓?fù)鋬?yōu)化
飛機(jī)水上迫降分析
飛行排液分析
飛行結(jié)冰分析
飛機(jī)防/除冰分析
飛機(jī)空投分析
二、彈箭外氣動(dòng)
彈箭超音速/高超音速氣動(dòng)設(shè)計(jì)
彈箭氣動(dòng)熱設(shè)計(jì)及綜合熱設(shè)計(jì)
彈箭舵面氣彈分析
彈箭發(fā)射及彈道軌跡設(shè)計(jì)
火炮出膛分析
火箭級(jí)間分離分析
彈箭入水/水下發(fā)射及空化分析
彈箭氣動(dòng)外形優(yōu)化
Ansys高效高精度氣動(dòng)解決方案
Ansys飛行器外氣動(dòng)解決方案將高效模型處理、高效高質(zhì)量網(wǎng)格劃分、高精度氣動(dòng)求解器、先進(jìn)的氣動(dòng)優(yōu)化技術(shù)、行業(yè)領(lǐng)先的多場(chǎng)耦合技術(shù)、具有線性加速的高性能并行技術(shù)、以及強(qiáng)大的后處理技術(shù)集成在同一個(gè)仿真平臺(tái)上,從而提供了一套完整的高效高精度飛行器解決方案。
高效模型處理:Ansys SCDM基于直接建模思想的集成工作環(huán)境,使工程與設(shè)計(jì)人員能夠以最直觀的方式進(jìn)行工作,適合于多種數(shù)據(jù)來(lái)源的CAD模型快速簡(jiǎn)化處理、非參數(shù)化中心CAD模型參數(shù)化,進(jìn)而最大程度支持設(shè)計(jì)優(yōu)化,可以輕松地對(duì)模型進(jìn)行操作以解決實(shí)際工程問(wèn)題。
高效高質(zhì)量網(wǎng)格劃分:業(yè)界最先進(jìn)和主流的網(wǎng)格劃分工具,如特別適合飛行器流場(chǎng)精確分析的、使用獨(dú)特的網(wǎng)格雕塑技術(shù)處理復(fù)雜外形并生成高質(zhì)量六面體網(wǎng)格的ICEM CFD;適合于復(fù)雜模型大網(wǎng)格量網(wǎng)格劃分的、具有獨(dú)有專利Mosaic網(wǎng)格連接技術(shù)、能夠高質(zhì)量以及低數(shù)量網(wǎng)格的多面混合網(wǎng)格的Fluent Meshing。
高精度求解器:業(yè)界標(biāo)桿黃金求解器Fluent,包含基于密度基的超音速和高超音速飛行器外氣動(dòng)求解器及高速數(shù)值收斂算法、基于壓力基的亞音速/跨音速和超音速飛行器外氣動(dòng)求解器、適用于彈箭發(fā)射/投放等運(yùn)動(dòng)體分析的動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)和重疊網(wǎng)格技術(shù)、適用于激波捕捉的網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)、適用于氣動(dòng)外形優(yōu)化的Adjoint solver模塊、適用于氣動(dòng)噪聲分析噪聲模塊、以及適用于全速度場(chǎng)氣動(dòng)分析的Fluent Aero氣動(dòng)分析模塊等。
高性能并行技術(shù):支持分布式多線程共享內(nèi)存并行(SMP)以及多核多CPU(DMP)并行,能夠自動(dòng)依據(jù)計(jì)算機(jī)資源優(yōu)化內(nèi)存的使用,高性能并行計(jì)算具有線性加速能力,并且支持GPU加速功能。
Ansys高效高精度氣動(dòng)解決方案在模型處理、網(wǎng)格劃分、計(jì)算求解、并行加速及后處理方面的創(chuàng)新及提升極大地加快了飛行器外氣動(dòng)計(jì)算效率,通過(guò)將Ansys先進(jìn)的氣動(dòng)解決方案與傳統(tǒng)的試驗(yàn)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合,可以實(shí)現(xiàn)全面完整的虛擬原型設(shè)計(jì),從而提升飛行器研發(fā)設(shè)計(jì)能力,有效指導(dǎo)新產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì),節(jié)省產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成本,縮短開(kāi)發(fā)周期,從而大幅度提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
典型應(yīng)用案例
飛發(fā)一體化
氣動(dòng)彈性
氣動(dòng)噪聲
機(jī)翼拓?fù)鋬?yōu)化
高超音速外氣動(dòng)
火炮發(fā)射
投放
級(jí)間分離
來(lái)源于:Ansys
工程師必備
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