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ArianeGroup 是世界領先的火箭發射器設計商和制造商，由空中客車公司和賽峰集團均資的合資企業。他們的活動涵蓋太空發射器的整個生命周期：設計、開發、生產、運營和商業服務——后者通過其子公司 Arianespace 開展。他們建造并運行了當今商業市場上最可靠的發射器阿麗亞娜 5，并正在開發下一代阿麗亞娜 6 發射器，他們是該發射器的設計權威。

20 多年來，ArianeGroup 一直信賴 NUMECA 的軟件工具來設計、分析和優化 Vulcain? 火箭發動機及其后續產品的液氫渦輪分子泵。我們的咨詢部門 NUMFLO 一直在為阿麗亞娜運載火箭的開發提供流體、熱和航空機械仿真方面的咨詢服務和專業知識。

“在進行昂貴的測試活動之前，多物理場仿真對于評估火箭發動機開發不同階段的流體動力學性能至關重要。NUMECA 的軟件解決方案是 ArianeGroup 設計和驗證我們機器的標準的一部分。” – Ariane Deneuve，ArianeGroup 渦輪機械功能設計 JOLE33 負責人。

火神引擎

Vulcain 是一種以液態氫和液態氧為燃料的低溫火箭發動機。這些推進劑在非常低的溫度下儲存在兩個獨立的罐中，因此是“低溫的”。液態氫處于-250°C，液態氧處于-180°C。推進劑通過兩個獨立的渦輪泵在高壓下輸送到 Vulcain? 發動機，提供非常令人印象深刻的性能。氫渦輪泵更強大。它產生大約 14 兆瓦的功率，幾乎是 TGV 高速列車功率的兩倍，但集中在一個幾乎可以放在汽車引擎蓋下的空間。Vulcain?2 發動機的熱輸出相當于核電站的熱輸出（約 3,000 兆瓦），可提供 130 噸推力 7 分鐘。

通過模擬優化

像這樣優化太空火箭發動機的流體力學性能需要對許多物理學進行詳細計算，從熱力學到流體-結構相互作用、蒸發和空化。鑒于幾何細節的復雜性和組件之間相互作用的影響，這是一項具有挑戰性的任務，必須在可接受的計算時間內精確建模。

 ArianeGroup 將 NUMECA 的求解器 OMNIS/Turbo 和 OMNIS/Open-DBS 與帶有 OMNIS/Autogrid 和 OMNIS/Hexpress的 Openlabs的強大組合  用于網格生成。

傳統的 FINE 求解器（現為 OMNIS）是市場上最快的 CFD 求解器。使用 CPUBooster 模塊，典型的收斂時間低于 1CPUh/Mpoints/core。對于像這樣必須執行許多運行的復雜優化案例，這是一個關鍵優勢。

ArianeGroup 對下一版本發動機（Vulcain?2.1 的后續版本）的主要目標是在保持 iso 性能的同時將渦輪機的成本降低 50%。他們計劃主要通過使用 OMNIS/Turbo 解算器優化葉輪的液壓脈絡以及通過更深入地了解機器的物理特性來實現這一目標，這樣我們就可以限制試驗次數。

NUMECA 和 NUMFLO 已準備好進入下一個階段，支持 ArianeGroup 以更少的能源消耗更快地進入太空！