航空飛行器種類眾多，但從組成來看，大的方向，可以分為包括飛機(jī)總體設(shè)計、飛行控制系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、水系統(tǒng)、武器系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)在設(shè)計、制造和研發(fā)過程中應(yīng)用的學(xué)科，幾乎涉及了所有重要專業(yè)領(lǐng)域，涉及到結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)、傳熱學(xué)、材料、微機(jī)電系統(tǒng)等。

航空產(chǎn)品設(shè)計中的CAE應(yīng)用方向

飛行器

結(jié)構(gòu)

• 整機(jī)、局部強(qiáng)度分析、剛度分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化

• 飛行器模態(tài)分析、動態(tài)載荷響應(yīng)分析

• 飛行器整機(jī)沖擊分析，如鳥撞分析、機(jī)頭撞擊異物分析、降落沖擊分析、爆炸波沖擊等

• 復(fù)合材料失效分析

• 飛行器熱分析，包括氣動熱對飛機(jī)及機(jī)艙的影響、復(fù)合材料傳熱、飛行器各部件的傳熱問題等

• 疲勞壽命分析

流體

• 全機(jī)氣動特性

• 翼型/機(jī)翼設(shè)計

• 機(jī)身一體化設(shè)計

• 外掛物分離模擬

• 座艙彈射裝置

• 油箱晃動分析

• 自動除冰系統(tǒng)分析

• 氣動彈性分析

• 噪聲分析

電磁

• 雷達(dá)RCS隱身特性

• 天線布局

• 電磁兼容、電磁干擾分析

流固耦合

• 機(jī)翼氣動彈性評估

• 飛行器座椅彈射氣動/結(jié)構(gòu)分析

• 飛機(jī)燃油管道流固耦合振動分析

• 液壓泵的流固耦合分析

• 機(jī)翼復(fù)合材料氣動結(jié)構(gòu)輕量化耦合設(shè)計

發(fā)動機(jī)

結(jié)構(gòu)

• 葉片、輪 盤等重要構(gòu)件的剛度、強(qiáng)度分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

• 葉片鳥撞、抗異物損傷分析

• 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力特性和不平衡響應(yīng)計算

• 渦輪 盤損傷容限設(shè)計

• 齒輪、軸承、傳動軸、機(jī)匣、管路系統(tǒng)等輔機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、振動、疲勞計算

流體

• 進(jìn)氣道設(shè)計

• 壓氣機(jī)設(shè)計

• 除冰系統(tǒng)分析

• 燃燒與排放控制

• 短艙火災(zāi)模擬

• 渦輪熱負(fù)荷分析

• 噴管設(shè)計

• 噪聲分析

電磁

• 雷達(dá)RCS隱身特性

流固耦合 

• 風(fēng)扇和壓氣機(jī)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

航空飛行器的研發(fā)需要解決大量的工程問題，應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)的CAE仿真技術(shù)可以有效指導(dǎo)新產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計，節(jié)省產(chǎn)品的開發(fā)成本，縮短開發(fā)周期，從而大幅度提高企業(yè)的市場競爭力。

相關(guān)仿真軟件模塊

前后處理：DM/SCDM（幾何建模/修復(fù)）、ICEMCFD（復(fù)雜網(wǎng)格建模）、ANSYS Meshing（智能網(wǎng)格建模）

結(jié)構(gòu)仿真：Mechanical（結(jié)構(gòu)動力學(xué)）、nCode（疲勞壽命）、ACP（復(fù)合材料前后處理）、LS-DYNA/STR（高速沖擊碰撞）

流體仿真：CFX（外流計算）、Fluent（通用流體）、FENSAP-ICE（結(jié)冰計算）、Chemkin（化學(xué)反應(yīng)機(jī)理）

耦合場：ANSYS FSI（流固耦合）、ANSYS Multiphysics（多物理場）、System Coupling（系統(tǒng)耦合）

電磁仿真：HFSS（高頻電磁）、Maxwell（低頻電磁）、Simplorer（系統(tǒng)仿真）、RMxprt（電機(jī)設(shè)計）

優(yōu)化仿真：DX（參數(shù)快速優(yōu)化）、OptisLang（穩(wěn)健型/可靠性優(yōu)化）、GENESIS（結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化）、Fluent RBF（氣動外形拓?fù)鋬?yōu)化）

其它模塊：Steps（人群疏散）

高性能并行計算：ANSYS HPC