航空建模的案例
基于HYPNEU的航空集成控制閥虛擬樣機建模與仿真
簡介：
今天為大家帶來基于HyPneu的航空集成控制閥虛擬樣機建模與仿真。HyPneu軟件在國內的知名度還不高，首先簡單介紹一下，HyPneu的名字來源于液壓和氣動兩個英文單詞的縮寫組合，表明它是一個能進行液壓和氣路仿真的軟件，是美國Bardyne公司的產品，現在國內應該也是由安世亞太代理。它的定位比較尷尬，它本身有些像電路仿真軟件如PSPICE，通過一些基本元素如泵、閥、管路、執行元件去組成系統，但是它又不能實現精確到元件內部的流場仿真，因此只能做系統層面仿真；系統級的仿真又有Amesim等已經占據了市場的成熟軟件。
通過今天這個例子，我們仍舊可以看到Hypneu在系統級的仿真依然有其可圈可點之處。如操作界面簡潔，直觀，其功能還是比較強大的。
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正文：
首先我們分析仿真的一些基本情況。
某型飛機的飛控系統中需要用到一組集成控制閥（以下簡稱集控閥），以實現襟翼、副翼的偏轉與動作。該集控閥系統由平板閥、轉換閥、電液伺服閥、溝通閥、選擇閥、電磁閥、阻尼閥共計7個液壓閥，加上一個作動筒及其他附件組成。該集控閥處在設計初期，尚無樣機產品。我們用Hypneu建立仿真模型，代替物理樣機進行設計參數的測試評估。因此這個模型關注系統的一些性能參數，對各個元件需要比較精準的建模。
一、集控閥虛擬樣機的建立
1. 1Hypneu建模
使用Hypneu建立虛擬樣機的過程如下圖所示：
圖1 虛擬樣機建立流程
Hypneu中建立所需的元件分為兩種情況：
（1）利用Hypneu的通用模型庫中所包含的模型（如：彈簧、阻尼器、質量、摩擦、節流口、載荷等），無需編程，便可建立許多通用性較強的元件模型。
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OneSky攜手Ansys擴展自動駕駛應用，推動基于AI的先進空中交通解決方案
OneSky首席執行官Bob Hammett表示：“Ansys和OneSky的集成解決方案為客戶提供廣泛而深入的數字仿真范圍，我們可以在這個安全關鍵性空間中定位系統、支持基礎架構以及進行仿真，以便在構建原型或開展實際航空領域試飛之前就進行分析。通過幫助客戶嚴謹地完成對AAM軟件的開發、驗證和認證，Ansys與OneSky正在為數百家創新企業提供大力支持，助其實現自動駕駛UAS和AAM飛行器的安全應用、管理和操作。”
利用Ansys基于模型的環境和OneSky權威的航空領域建模，客戶可以推動面向AAM應用的自動駕駛軟件的分析、開發和適航認證工作。高保真度仿真和數字任務工程的強強聯合，有助于客戶根據任務和機構需求開發和驗證系統。數字任務工程可將仿真從靜態模型擴展到操作環境中的交互模型，這對于準確預測和驗證自動駕駛系統的行為至關重要。
Ansys全球銷售與客戶卓越部高級副總裁Walt Hearn表示：“隨著數字化轉型不斷顛覆傳統航空技術，測試和驗證自動駕駛系統和AI系統的需求已變得愈發迫切。Ansys仿真和數字工程平臺與OneSky航空領域建模相結合，使客戶能夠在逼真的時間動態3D仿真中對整個系統之系統（SoS）進行建模，以便清晰了解行為表現和任務性能。”
展開 資料分享丨HyperWorks工具箱v0.5：航空工具箱重磅上線！
如前期預告，本期，也就是HyperWorks工具箱v0.5版，將為大家帶來航空建模方面的小工具。
在本次建模工具箱中，為大家帶來了線相交、載荷映射提取、測量工具、RBE3權重更新等10個在建模過程中常用且復雜的小工具，希望能夠幫助大家進一步提升建模效率。我們會將本期發布的所有工具箱與前幾期整合到一起，用戶只需要加載一次，所有工具箱都會出現在軟件界面里。
如果您有通用性的工具開發需求，可以通過郵件與我們取得聯系：support@altair.com.cn。我們會持續收集用戶反饋的共性需求，為大家提供更多實用的小工具。
MBSE:基于模型的系統工程在航空發動機控制設計中的應用
表2 航空發動機地面起動滑油壓力低測試用例參數
圖6 航空發動機地面起動滑油壓力低狀態機仿真
由于 SysML 語言來源于 UML 語言，擅長對離散事件驅動的系統，即發動機控制功能邏輯描述和仿真，但對于真實連續運行的物理系統的描述仍存在局限性，有待進一步的研究。
從系統建模語言、建模工具和方法論 3個方面詳細介紹了基于模型的系統工程相關理論知識，并且通過不同角度對不同方法、工具進行了對比，為尋找適合航空發動機功能建模的解決方案進行了初步探索。在航空發動機控制設計起動場景功能建模實踐中，選用Rhapsody 建模工具，基于 Harmony-SE 方法論開展 SysML 建模，詳細描述了利用活動圖、時序圖描述復雜系統交互活動的過程，解決了自然語言無法描述復雜活動的問題；利用狀態機圖通過參數注入方式進行起動功能邏輯的仿真和驗證，為后續航空發動機全系統建模和功能邏輯仿真提供了解決思路。
在未來的研究中，將繼續在航空發動機控制設計或者其他子系統設計開發中探索和實踐 MBSE方法，制定統一的建模標準與模型管理規范，形成企業自主的MBSE流程和工程手冊。另外，嘗試將MBSE向航空發動機整機建模仿真推廣，從而實現系統級的仿真驗證和綜合優化，為早期的設計方案測試和驗證提供技術支持。
MBSE 通過構建以模型為中心的可追溯信息集成框架，利用模型的不斷迭代貫穿整個產品研發和后續生命周期全過程。然而現階段 MBSE在建模標準規范統一、建模方法的推廣和應用、上下游模型的數據傳遞、模型與仿真分析工具的集成等方面還有待進一步的提升和發展。
展開 基于AMESim的航空發動機防喘調節器性能仿真研究
基于AMESim的航空發動機防喘調節器性能仿真研究
A Simulation of the Anti-Surging Regulator Performance for the Aero-Engine Using AMESim
任新宇 郭迎清 姚華廷
摘 要：某型航空發動機在試車過程中多次出現防喘過程發生爆燃、富油等異常現象.為解決這一問題,本文利用AMESim軟件對航空發動機防喘切油過程進行了動態仿真.仿真結果表明:應用AMESim語言能較好的解決液壓系統動態仿真問題,發動機防喘切油過程異常的主要原因是切油過程油壓變化過于劇烈導致發動機燃燒室燃燒不穩定,適當修正防喘調節器主、副油路節流嘴直徑可以使這一現象得到改善.
關鍵詞：航空、航天推進系統;航空發動機;防喘調節器;建模與仿真;AMESim
分類號：V233.95 文獻標識碼：A
文章編號：1000-8055(2004)04-0572-05
作者簡介：任新宇(1978-),男,遼寧省凌源人,西北工業大學動力與能源學院博士生,主要從事航空發動機建模、仿真研究.
展開 高薪誠聘 ▏工程建模仿真崗
重點行業建模仿真工程師
飛行器系統建模仿真工程師
任職資格：
1. 飛行器（飛機或航天器）設計與工程、導航制導與控制技術等航空工程相關專業，碩士學歷；
2. 深入掌握飛機/航天器系統設計相關的基礎知識；
3. 熟練掌握飛機/航天器系統的控制方式與控制器設計方法；
4. 熟練使用一款以上一維系統建模與仿真軟件，熟悉Modelica語言建模者優先；
5. 具有良好的邏輯思維能力、溝通交流能力和文檔撰寫能力；
6. 具備良好的職業素養與自學能力。
崗位職責：
1. 負責基于
Modelica語言的模型設計、開發、測試和驗證工作；
2. 負責相應系統模型集成與調試工作；
3. 參與項目外部交流對接工作；
4. 負責項目中各類技術文檔編制。
航天動力建模仿真工程師
任職資格：
1. 航空宇航推進理論與工程、飛行器動力工程、熱能與動力工程發動機方向等相關專業，碩士學歷；
2. 深入掌握航空航天動力系統、燃氣輪機系統、組合動力系統等相關的業務背景知識；
3.
展開 無人機測繪九種不同功能的應用
07.考古修復
無人機三維建模技術還可以用于考古和文物修復工作，三維掃描技術使用面式數據采集替代傳統的點式數據采集，通過高速激光測量方法，快速，精確，全面的獲取物體的三維信息，真實記錄文物的真實三維信息，建立三維模型，由傳統的手工測量轉變為室內計算機對點云數據的高精度測量，具有非接觸性，避免了對文物造成的破壞。
08.土地確權
傳統的土地確權測量工作，一般是通過地面工程測量實測方式測制地形圖或者通過傳統載人飛機航測地形圖。相較于傳統方式，采用無人機進行航空攝影測量具有明顯的優勢，成本低廉、執行方便、自動化程度高、效率高、精確度高。因此在農村的集體土地登記確權發證工作中，通過無人機航空攝影建模來獲取基礎地形圖數據是一種較為可行的方式。
<完>
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北京國際無人機系統產業博覽會UAS EXPO CHINA為每年舉辦一屆，先后得到了廣大主流無人機系統科研生產單位的積極參與，產生了巨大的社會效益和經濟效益，經過多年的歷練發展已成為我國無人機領域公認的重要交流平臺。2021北京國際無人機系統產業博覽會將于7月9日-11日在北京亦創國際會展中心再度榮耀亮相，是集學術交流、展覽展示、商業洽談、飛行表演、模擬體驗于一體的高檔次、大規模、較權威的綜合性專業活動，對于推動國內無人機科技創新、加強國際間的交流與合作、促進航空航天和無人機產業健康發展將發揮重要的橋梁作用。
參展咨詢：湯老師 13718681191（同微信）
展開 強度所發布大型國產CAE軟件HAJIF系統2018版
11月7日，航空工業飛機強度研究所在珠海召開的“新時代，新航空，新強度”創新成果推介會上，正式對外發布自主研發的大型國產CAE軟件HAJIF系統2018版，發布主題為“數字強度 引領未來”。
1979年，航空人開始研發HAJIF-I型系統，開始了自主開發結構分析軟件的歷程，HAJIF從此成為自主CAE的一面旗幟。隨后的40多年里，研發團隊陸續開發了HAJIF-II、YIDOYU、VEP、HAJIF-Ⅲ、COMPASS等系列軟件，先后四次獲得國家科技進步獎，在我國航空器研制歷程中發揮了重要作用。2013年，強度所搭建了融合靜、動、熱、疲等多專業的通用加專用的HAJIF2013。在數字引領的新時代，結合航空器研制新的需求，強度所又推出了全新的HAJIF2018版本。
與前一版本相比較，HAJIF2018具有三個大的改變。
更加專業：10余個專業軟件定制成功案例，已經具備了30余個專業功能模塊；
更加開放：提供20多個開放式接口和40余套HAMU流程，支持靈活的流程組織。
支持虛擬試驗：具備全機結構強度虛擬試驗能力，在試驗前提供虛擬裝配、三維沉浸式評估功能，在試驗中提供實時預警與三維變形顯示功能，在試驗后提供一致性評估與模型修正功能。
針對數字強度特點，本次發布對HAJIF軟件產品線進行了重新劃分，包含六大產品：
——HAJIF-BASIC開放式有限元分析平臺；
——HAJIF-COMPASS超大規模變量優化軟件；
——HAJIF-MODELING航空結構輔助建模軟件；
——HAJIF-STRENGTH航空結構強度分析軟件；
——HAJIF-VT結構強度虛擬試驗軟件；
——HAJIF-DATA結構強度工程數據庫。
覆蓋了航空結構設計、強度計算到強度試驗驗證的全過程。
展開 
無人機法規：比較分析
瑞典的航空導航服務部門保存了一份詳細的地圖，說明無人機在瑞典的飛行受到限制。
B.無線電通信
受調查的幾個國家對無人機可以使用的無線電頻率進行了管理。例如，中國為無人機飛行分配特定無線電頻譜。同樣，根據新西蘭無線電頻譜管理局的規定，無人機必須使用某些無線電頻率，以避免對空中交通管制、移動電話或緊急服務等重要無線電系統造成有害干擾。
在瑞典，無人機使用的所有頻率必須經過瑞典郵電局的預先批準。波蘭電信法規定，如果無人機使用某些頻率進行通信，則需要許可證，盡管大多數無人機使用的頻率不需要許可證。
南非要求所有無人機的行動都必須在無線電視線范圍內進行。此外，空氣波段無線電必須具有所需的輸出，并且配置為使得范圍、傳輸強度和通信質量延伸到無人機距離飛行員的最可能位置之外。根據所討論的具體操作，可能適用附加要求。
英國認為無人機是模型控制設備，必須使用35兆赫頻段的頻率，該頻段專門用于航空建模。法規要求模型控制設備不得對其他無線電報設備造成不當干擾。在英國，使用這些特定頻率進行模型控制，只要模型滿足某些條件，例如在指定頻率內運行，就不需要持有2006年《無線電報法》規定的許可證，設備必須按照CE標志合法標記，并符合所有相關歐盟指令。
C、視線（VLOS)
在澳大利亞，任何類型的無人機的運行通常都要求其在操作者的視線內，除非事先獲得批準。
在中國，必須在白天操作在視線內飛行的無人機。此類要求不適用于無人飛行器超出視線（BVLOS）飛行，但是應對緊急情況的某些監管框架適用于BVLOS飛行。在VLOS和BVLOS內飛行的無人機都必須禮讓有人駕駛飛機。
在德國，通常需要在操作者和無人機之間保持視線，因為無人機的重量不能超過25公斤，并且必須始終保持在視線范圍內。
展開 學習有限元編程，這些書籍及開源軟件你值得擁有(一)
《有限元法基礎與程序設計》講述結構分析中有限元法的基本原理、程序設計方法和航空結構有限元分析建模技術。基礎理論部分主要介紹桿系結構、平面問題、空間問題和等參數單元，重點是有限元法的基本原理及表達格式的建立途徑，單元插值兩數和特性矩陣的構造及不同單元特性的比較；程序部分結合二維問題靜力分析算例，討論了有限元結構分析的流程、數據結構、算法及其C語言程序設計，同時也給出了相同結構的FORTRAN語言程序，供不同編程語言偏好的人員選擇；應用部分介紹了當前國內外有限元軟件的功能、現狀、發展趨勢和復雜組合航空結構建模技術。
另外推薦一本有限元入門學習不錯的英文教材，目前看到的是2015年的第六版，全書近1000頁。網上有下載鏈接，涉及版權問題，就不在這里公布了，自行去查找吧。如果實在找不到，您再跟小編聯系。
開源軟件
自己寫代碼只能練練手，小打小鬧，國產CAE軟件不是幾個人可以搞定的，需要一個團隊幾十年的技術積累，還要有穩定的團隊、后繼人才持續的完善和改進，難度還是相當大的。
想快又想功能強大，可以選擇在開源軟件基礎上進行定制化開發，據說華為在嘗試于FreeCAD基礎上進行CAE開發，FreeCAD本是一款開源的CAD軟件，具備一些簡單的有限元分析功能。
展開 Altair官方2020最新培訓系列課程上線啦！
鑄造成型工藝仿真 Inspire Cast的應用
課程鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c15072
（十二）Altair HyperWorks?航空建模網絡研討會
介紹內容：
1. 模型裝配管理介紹
2. 快速機身網格生成工具集介紹
3. 連接單元快速創建工具集介紹
4. 復合材料建模工具集介紹
5. 結果后處理編輯與查看工具集介紹
課程鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c15081
（十三）Altair SimLab? 求解器和多物理場仿真網絡研討會
內容大綱：
1. SimLab多學科仿真平臺和新功能簡介
2. SimLab中的結構求解器和熱求解器
3. SimLab中的優化
4.基于SimLab的載荷映射和多學科仿真
課程鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c15082
（十四）Altair（Feko+newFASANT）RCS仿真技術與應用網絡研討會
內容大綱：
1. HyperMesh處理電磁散射模型
2. Feko電磁散射仿真新功能
3. newFASANT功能特色
4. Feko與newFASANT求解器使用方法
5. Feko與newFASANT電磁散射典型應用
6. iSAR雷達成像功能介紹
7. 問題答疑
課程鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c15083
（十五）重工物料載荷和多體運動聯合仿真(EDEM+MotionSolve)網絡研討會
內容大綱：
1.EDEM離散元介紹及在重工的應用
2. MotionSolve介紹在重工行業的 應用
3.
展開 無人機法規：比較分析
此外，在沒有特別授權的情況下，禁止在英國境外注冊的無人機飛越英國上空進行航空攝影或航空測量。
本文作者：
Ruth Levush
原文鏈接：
https://www.loc.gov/law/help/regulation-of-drones/comparative.php
本文譯者 黃桂洪
源自： 法律認知 數據與智能
<完>
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