運輸機構型的案例
[案例分析]Pointwise生成運輸機驗證機構型全機網格 ￥49.99
(1) 本案例文件為《Pointwise非結構混合網格賞析》中涉及的案例2工程文件。
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航空工業通用型無人運輸機“探路星”首滑成功
日前，由航空工業一飛院研發的通用型無人運輸機“探路星”首滑成功，這是繼2018年11月完成集成測試和地面驗證成功下線后，“探路星”取得的又一研制成果。
▲“探路星”正在進行滑行試飛
“探路星”是一飛院在“小鷹”500通用飛機的成熟平臺基礎上設計改裝的一款通用型無人運輸機，可用于執行偵察監視、遙感測繪、環境監測、目標定位和通訊中繼等任務。“小鷹”500通用飛機由一飛院自主設計，是我國第一架按照中國民航適航條例設計生產、擁有完全自主知識產權的輕型多用途飛機。“探路星”通用型無人運輸機，繼承了原型機的優良品質，保留了原機經濟高效的布局，更重要的是在系統性能方面做了大幅改進和提升，自主開發了飛行控制系統，配備了先進的地面站數據鏈路，為今后的長遠發展奠定了良好的基礎。
“探路星”無人運輸機系統由系統平臺、數據鏈路和地面控制站三部分組成，航空工業完全掌握其氣動、結構、強度、航電、飛控等全套系統設計、制造、試驗和檢驗，具有完全自主知識產權;同時，一飛院還根據市場和客戶需求開展了各種適應性、功能性的加、改裝，不僅能夠占據無人運輸機產業價值鏈的頂端，更能有效保障改裝安全、運營安全、國家安全和人民生命財產安全;作為航空工業無人運輸機的首次積極探索，“探路星”無人運輸機的研制將為今后無人運輸機產業的健康發展樹立新的標桿。
展開 俄新型航空發動機問世可裝備多型運輸機 已準備出口
導讀：參考消息網11月2日報道俄羅斯《導報》網站10月18日報道稱，俄聯邦工業和貿易部新聞處發布消息稱，俄羅斯新型發動機PD-14獲得了俄聯邦航空運輸署頒發的生產許可證。
工貿部長丹尼斯·曼圖羅夫表示，“獲得生產許可證意味著PD-14已經做好了銷售和使用準備，同時也標志著俄羅斯首個民航渦輪噴氣發動機制造完成”。下一階段工作將是通過歐洲航空安全局認證（預計在2019年）。曼圖羅夫稱，將開始在伊爾庫特公司的MS-21客機上測試發動機。
報道稱，本來PD-14發動機與MS-21客機的制造期限是同步的。但MS-21今年夏天使用美國發動機PW1400G進行測試，該發動機已有國際許可證。
報道稱，PD-14發動機由俄羅斯彼爾姆航空發動機設計局于2008年開始研發，計劃在彼爾姆發動機工廠進行生產，兩家單位均隸屬聯合發動機制造公司。
截至2016年，PD-14的研發費用約為600億盧布（約為63億元人民幣）。該項目是俄整個機械制造業最重要和投資最多的項目之一，也是近30年來俄首個完全自主研發的該級別發動機。俄羅斯計劃在PD-14的基礎上制造各種用途的發動機系列，包括用于蘇霍伊短途超級噴氣式飛機的PD-7和用于米-26直升機的PD-10V（代替烏克蘭發動機D-136）。另外改裝后的PD-14發動機也計劃安裝在正在研發的伊爾-276軍事運輸機上。
來源：參考消息
展開 V型8缸發動機曲軸機構
本例中，對V型8缸發動機曲軸系統進行模擬，模型中集成了支承系統，因此計算可以獲得發動機缸體在X·Y·Z軸方向上的力矩，并且通過頻域分析，還可以獲得各階次下的力矩。（圖示為曲軸轉角與各方向的力矩的關系）
基于HyperWorks的某型貨機貨艙門機構優化設計
行業：航空航天
挑戰：如何通過優化設計來改進機構 設計，以滿足設計要求。
Altair 解決方案：利用 HyperMesh 建立貨艙門 機構的剛體模型和剛柔耦合模 型，并通過 MotionSolve 和 HyperStudy 對當前艙門機構 設計進行優化，全面評估當前 的機構設計性能。
優點：HyperMesh能夠快速建模 ； MotionSolve快速精確地 進行剛柔耦合計算
背景介紹
貨艙門是運輸機上的運動功能部件，它的功能、使用壽命、安全性、維修 性和可靠性直接關系到飛機的出勤率。貨艙門設計的好壞也直接關系到人員和 貨物的進出安全。若設計不當飛機在高空中飛行時可能發生貨艙門的意外打開， 將造成壓力艙減壓。同時，嚴重影響飛行姿態，改變氣動特性，嚴重時還會造 成飛機的墜落而解體。有關貨艙門設計不當造成的飛機事故已引起了各航空設 計院所和訂貨方的關注。貨艙是大型運輸機最基本特征之一，為保證貨物、設 備進出，貨艙必須設有至少一個供裝卸貨物、并與貨艙大小相匹配的貨艙門。 另外，由于飛機的性能不同，裝運貨物的性質不同，對飛機貨艙的要求也各不 相同。因此貨艙門的外形尺寸、結構形式、開啟方式及鎖定機構等也各有差異。 貨艙門既是運輸類飛機設計、制造、維護的難點，又是關系到飛機飛行安全的 關鍵部件。尤其對機身大開口剛度、貨艙門結構、操縱機構、鎖定機構、運動 軌跡控制等均有極高要求。（摘自《航空科學技術》）
挑戰
某型貨機貨艙門位于后機身右側（順航向）27～32 框間，門尺寸為 2500mm*2000mm，飛機裝卸貨物時，貨艙門向上翻轉開啟（完全開啟時向上 翻轉 100°）和向下翻轉關閉，貨艙門采用電動操作。
某型貨機貨艙門操縱機構由開啟機構、鎖定機構和保險機構等三部分組成。
展開 CFD網格生成新高度——HPC并行處理大規模網格
運輸機構型計算網格
隨著CFD 應用復雜度的增加，人們逐步意識到網格生成的局限性嚴重制約了復雜外形的數值模擬能力，開始投入很大精力開展網格生成技術研究，而其中利用HPC并行處理CFD的網格劃分是目前盛行且有效的方式之一。
無需大內存的支撐
速度不是限制大規模網格的唯一因素，對于過去而言，創建這些網格需要大量的內存支撐。在單個核心上對幾何體進行網格劃分可能會使核心的RAM被幾億個單元格所占據（現在大規模的網格基本超過10億單元格）。大型CFD網格往往需要大量內存的支撐，如今在這一方面取得了很大的進展。
機翼大規模網格
并行網格劃分將問題分布在多個核心上，每個核心都有自己的一組RAM。當在多個核上完成網格劃分時，每個核心的RAM要求會降低。
例如，工程師在創建幾何防水工作流程時，無需多次對現實生活中的工業案例進行網格劃分，節省了許多內存資源。
當在16核群集上運行相同的網格時，每個核心的RAM要求降至37 GB甚至更低。
使用并行處理生成網格
為了提高CFD數值模擬的速度和效率，通常需要并行計算以便充分利用高性能計算機（HPC）的強大并行處理能力。
展開 [問題討論]PointWise軟件生成網格流程
一些說明：
<1> PointWise幾何處理功能僅可以進行簡單的切割、合并操作以及創建簡單的直面、曲面等，一般僅用來對模型進行局部修形或修剪，不宜用來進行建模操作；
<2>PointWise中幾何沒有“點”和“體”的概念，僅包括線和面，所以一般可以使用IGES或STP等格式作為幾何輸入格式，但要注意模型建模精度問題；
<3>PointWise中可以通過特有的“T-Rex”和“Source"功能對線網格、面網格和體網格進行多種加密，較為實用且方便；
<4>PointWise運行過程中可能會崩潰，所以生成網格過程中應該及時保存；
<5>目前已推出若干PointWise視頻教程，包括:
[案例匯總]Pointwise二維翼型網格生成方法匯總
[案例專題]基于Pointwise的二維尖后緣翼型C型結構網格生成實例
[案例專題]基于Pointwise的二維翼型O型結構網格生成實例
[案例專題]基于CATIA和Pointwise的二維NACA0012無黏/黏性非結構網格生成實例
[案例專題]基于Pointwise的M6機翼黏性網格生成實例
[免費案例]Pointwise官方英文系列教程
<6>除此之外，已推出若干PointWise案例分享，包括:
[案例分析]Pointwise生成M6機翼(曲面翼梢）黏性網格
[案例分析]Pointwise生成運輸機驗證機構型全機網格
[案例分析]Pointwise生成NASA驗證機整機網格
[案例分析]Pointwise生成的"協和”號整機模型黏性網格（包含模型）
[案例分析]Pointwise生成的"F-22”整機模型黏性網格（包含模型）(進行中...
展開 [案例分析]Pointwise非結構混合網格賞析
（2）Pointwise生成運輸機驗證機構型全機網格
項目說明：使用Pointwise軟件生成了運輸機構型整機網格，包括機身、機翼、垂尾和平尾。使用了包括T-REX在內的多項技術。
(3) Pointwise生成逆向設計的"協和”號整機模型黏性網格
項目說明：基于公開圖片使用CATIA繪制了“協和”號超聲速客機整機模型，使用Pointwise生成了整機非結構混合網格，并使用SU2開源軟件對其氣動力進行了仿真。
（4）Pointwise生成NASA驗證機整機網格
項目說明：使用Pointwise軟件生成了NASA驗證機整機非結構混合黏性網格，模型包括機身、機翼、平尾、垂尾和發動機艙。
(5) Pointwise生成機翼導彈掛架網格
項目說明：使用Pointwise生成了機翼導彈掛架網格，并使用Fluent嵌套網格技術進行了投彈過程六自由度仿真計算。
注：本文由技術鄰用戶Oler原創，轉載請注明出處。
展開 CFD前處理網格藝術 | CFD對計算網格的基本要求
另一方面，許多流體力學實際問題的邊界幾何形狀是非常復雜的，如戰斗機、運輸機全機構型。要得到高精度的數值解，邊界條件處理本身應保證適當的計算精度。而在邊界處理中，往往有些物理量是通過插值方法求得的。插值的精度直接影響邊界條件處理的精度，為此一般要求邊界附近的網格線盡可能與邊界正交，而且在物面邊界附近還需保證一定的網格節點密度，過稀的網格將導致計算精度的降低。
由此可知，對于數值求解偏微分方程（PDE）的定解問題而言，網格分布是十分重要的。在達到相同解的精度的前提下，合理的網格分布往往可以大大減少網格點的數目，從而大大節省所需要的計算機內存和計算時間。計算經驗表明，在某些問題中，不合適的網格分布有可能導致計算過程的不穩定或不收斂。
CFD對計算網格的基本要求
網格質量是網格生成技術重點關注的研究領域。就結構網格而言，網格質量一般包括網格的光滑性、正交性、分布合理性等。對于非結構網格而言，網格的光滑性和分布合理性也是需要關注的重要方面，雖然不存在所謂的網格正交性，但也一般要求網格的形狀要盡量“正規”，即盡可能為正二角形正四面體。對于黏性流動計算問題，如在邊界層內采用“純”非結構網格（各異性四面體），其計算精度和離散效率均有不足，此時一般在邊界層內采用結構（六面體）或半結構（三棱柱）網格，因此網格的法向正交性也是需要關注的問題。以下進行簡要的分析說明。
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