飛機仿真
關注創建者：上海安世亞太 創建時間：2021-05-20
飛機仿真的視頻教程
基于icem+fluent飛機氣動仿真
（飛機仿真/翼身融合體仿真/飛機流場仿真/飛行器仿真） 通過本視頻可以迅速掌握飛機流場分析的關鍵點！有疑問建議隨時交流，共同進步！ 注：詳細網格文件和計算結果等所有文件在附件中，請一起下載！
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FENSAP-ICE高級應用：飛機熱氣防冰仿真與工程實踐全流程大師班
講師介紹 laplacianFoam 博士，飛機防除冰仿真技術專家 博士畢業于北京航空航天大學，航空航天系統高級工程師職稱，11年專注航空航天流體仿真與極端環境熱管理研究。主攻飛機防除冰系統建模、航天器在軌熱控優化及復雜流動模擬，精通Fluent/FENSAP-ICE/OpenFOAM/sinda fluint等工具鏈全流程開發。
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飛機仿真的實例教程
在為客戶提供雷電測試服務前，首先需要客戶制作價格昂貴的飛機模型，而模型往往因為在測試后受損而無法重復使用。針對此問題，愛邦雷電實驗室的研究人員希望通過仿真分析來完成對飛機雷電初始附著點的考察。
研究人員在 COMSOL Multiphysics? 軟件中建立了飛機的幾何模型，并創建了飛機的仿真計算坐標系，用于考察飛機不同的飛行姿態（圖 3 上圖）。研究人員隨后對飛機模型的整體進行了網格剖分，選用了穩定性較好的自由四面體為基本網格單元對模型進行網格剖分。飛機模型的網格見圖 3 下圖。
圖 3.上圖：飛機仿真坐標系；下圖：飛機網格設計。
在完成了模型創建和網格剖分后，研究人員對飛機遭受雷擊后表面的電勢分布情況進行了仿真分析。圖 4 顯示了當飛機處于左旋下降時飛機表面的歸一化電勢分布情況，1 表示電勢最高，0 表示電勢最低。在飛機的飛行過程中，雷電將從飛機表面上高電勢的部位流入，并從電勢較低的部位流出。當飛機處于左旋下降時，電勢在尾翼尖、后掠翼尖或右翼尖較高，最低電勢位于飛機頭部及左翼。因此尾翼尖、后掠翼尖和機翼尖均可能成為雷電的流入點，而機頭部位則成為雷電的流出點。因此，尾翼和機頭部位便是左旋下降時雷電的初始附著區域。
圖 4.飛機雷電的初始附著點仿真結果。
“飛機遭受雷擊的過程是一個典型的多物理場問題，涉及電場、磁場、傳熱、力學等多種物理現象。”段雁超工程師說道，“COMSOL Multiphysics 軟件強大的多物理場建模分析能力，以及后處理功能，讓我們可以非常方便地研究雷電對飛機性能的影響。”
在找到了飛機在不同飛行姿態下的雷電初始附著區域后，愛邦電磁的工程師便開始著手針對此區域進行雷電防護方案設計。飛機的機頭布置有雷達、天線等重要的機載設備，極易受到雷電的影響，因此機頭是飛機雷電防護中最為重要的部位。
展開 摘 要：飛機機翼的力學性能對整個飛機的飛行影響非常重要。隨著計算力學的發展，飛機機翼的有限元性能分析朝著集成化、結果一致性的方向發展。本文通過ANSYS的ACT平臺，建立了基于ANSYS Workbench的飛機機翼仿真分析模板庫，可以實現機翼參數化建模、強度分析和模態分析。通過調用該模板庫，可以提升仿真分析的效率，同時可以確保分析結果的一致性。
關鍵詞：飛機機翼模板庫;ANSYS Workbench;ACT平臺;仿真分析;
一、引言
飛機機翼作為關鍵結構，對飛機的飛行性能影響至關重要。采用有限元分析對機翼進行正向設計或者設計優化已成為當前機翼設計的通用做法。機翼的優化迭代需要重復地繪制機翼幾何模型，降低了設計效率。而參數化的機翼模型可以快速進行建模，減少工作量，提高效率，縮短了設計周期，并且方便修改[1]。基于參數化模型的基礎，整合強度分析、模態分析性能評估，形成機翼仿真分析模板庫，提升效率的同時，可以確保仿真分析的一致性。
二、機翼仿真分析模板庫的建立過程及案例展示
2.1機翼仿真分析模板庫構建
ACT平臺的全稱是ANSYS Customization Tools，是ANSYS Workbench應用環境的客戶化定制開發工具，主要解決用戶在工程仿真應用中遇到的功能自定義和程序擴展的問題。借助ACT，用戶可以在ANSYS已有功能的基礎上，定制開發適合自身專業特點與特殊業務需求的新功能。使用ACT平臺，可在Workbench Project標簽中定制仿真工作流，將仿真工作流集成，過程和腳本組合進ANSYS生態系統。
整個機翼仿真分析模板庫在ANSYS ACT平臺進行實現，建立過程包括搭建用戶輸入界面、機翼參數化建模、分析計算等。
展開 仿真技術在飛機設計中發揮著越來越重要的作用，本文闡述了國內外在飛機設計中廣泛使用的結構強度計算，多體動力學仿真、多學科多目標結構優化、內外流場分析、非線性有限元分析、疲勞強度分析、電磁仿真分析，機電液聯合仿真分析等，介紹了各種仿真技術的應用范圍，為飛機的機械設計及研究提供參考。
一、引言
機械產品設計是一個近代完善的過程，尤其對于飛機等航空器是集各種先進科技成果于一體的產品，設計結果都需要進行反復多次的地面試驗，才能驗證設計結果能否符合要求。
在仿真技術獲得大規模應用之前，大部分試驗都是依靠產品樣機進行的，不僅成本高昂，而且試驗一旦失敗，對后續設計將會產生極大影響，無形之中增加研制成本，研制周期也得不到保證，隨著現代計算機仿真技術的發展，在飛機設計中，越來越多的使用虛擬仿真技術。在概念設計階段，仿真技術可以快速預測產品強度及性能，是試驗無法取代的。
目前，使用較為廣泛的有：結構強度計算，多體動力學仿真、多學科多目標結構優化、內外流場分析、非線性有限元分析、疲勞強度分析、電磁仿真分析，機電液聯合仿真分析。
二、飛機設計中的仿真技術
1、結構強度分析
飛機的設計中，滿足結構強度要求是設計的首要要求，可以一票否決設計成果。影響結構強度的主要因素有材料的種類和性質、截面積、形狀等，數年來，新材料的發展還不成熟，因此在飛機設計中應用的不多。
設計人員往往考改變結構的形狀來提高設計產品的強度，在機械產品的最薄弱部位增加受力面，隨著仿真軟件的發展，這些已不是困擾設計員的主要問題，在飛機的零組件設計中，更為突出的強度問題是無法得到零組件所受真實荷載，有時候設計員甚至靠估算或放大載荷數來計算產品的強度，估計結果不利于產品的輕量化設計，目前是困擾設計員強度計算的主要問題，亟待要求更為準確的荷載計算方法。
展開 飛機結構分析：如何實施飛機結構全局仿真過程
端到端的飛機結構開發流程使飛機結構設計過程更加高效
飛機制造項目往往大量延誤，造成高達50%的成本超支。這些延誤不僅造成數百萬美元的資金消耗，還造成數十億美元的違約金。飛機60%的一次性費用花費在飛機結構開發方面，任何結構開發流程的改進都會帶來重大影響。
通過使用飛機結構工程和分析的端到端過程，在整個產品生命周期充分利用仿真功能，制造商已經能夠及時、以可預測的性能提供創新產品。此過程使得制造商能夠：
縮短模型準備時間
減少設計-分析迭代
評估不同學科之間的取舍
簡化及時交付并提高設計質量
微信掃碼回復「結構」
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以下為部分截取
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-END-
展開 仿真技術在飛機設計中發揮著越來越重要的作用，本文闡述了國內外在飛機設計中廣泛使用的結構強度計算，多體動力學仿真、多學科多目標結構優化、內外流場分析、非線性有限元分析、疲勞強度分析、電磁仿真分析，機電液聯合仿真分析等，介紹了各種仿真技術的應用范圍，為飛機的機械設計及研究提供參考。
一、引言
機械產品設計是一個近代完善的過程，尤其對于飛機等航空器是集各種先進科技成果于一體的產品，設計結果都需要進行反復多次的地面試驗，才能驗證設計結果能否符合要求。
在仿真技術獲得大規模應用之前，大部分試驗都是依靠產品樣機進行的，不僅成本高昂，而且試驗一旦失敗，對后續設計將會產生極大影響，無形之中增加研制成本，研制周期也得不到保證，隨著現代計算機仿真技術的發展，在飛機設計中，越來越多的使用虛擬仿真技術。在概念設計階段，仿真技術可以快速預測產品強度及性能，是試驗無法取代的。
目前，使用較為廣泛的有：結構強度計算，多體動力學仿真、多學科多目標結構優化、內外流場分析、非線性有限元分析、疲勞強度分析、電磁仿真分析，機電液聯合仿真分析。
二、飛機設計中的仿真技術
1、結構強度分析
飛機的設計中，滿足結構強度要求是設計的首要要求，可以一票否決設計成果。影響結構強度的主要因素有材料的種類和性質、截面積、形狀等，數年來，新材料的發展還不成熟，因此在飛機設計中應用的不多。
設計人員往往考改變結構的形狀來提高設計產品的強度，在機械產品的最薄弱部位增加受力面，隨著仿真軟件的發展，這些已不是困擾設計員的主要問題，在飛機的零組件設計中，更為突出的強度問題是無法得到零組件所受真實荷載，有時候設計員甚至靠估算或放大載荷數來計算產品的強度，估計結果不利于產品的輕量化設計，目前是困擾設計員強度計算的主要問題，亟待要求更為準確的荷載計算方法。
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</p><p><strong>PART/1</strong></p><p><strong><em>范式轉移：從“本地單機”到“云端協同”</em></strong></p><p>傳統飛機研發的設計仿真流程，是一個線性且高度依賴本地算力的過程：</p><p>設計師用CATIA繪制三維模型，另存為STEP格式，發給仿真工程師；仿真工程師導入Abaqus或Fluent，劃分網格、求解計算，生成GB級的結果文件
其獨特的混合求解技術可以高效仿真安裝在飛機、船舶或汽車上的天線性能，幫助工程師在實際部署前發現并解決潛在的電磁干擾問題。
3. 與其他Altair工具的深度集成
作為Altair HyperWorks平臺的一部分，Feko與Altair的其他仿真工具（如結構分析、流體動力學和多物理場解決方案）無縫集成。
航空航天工業是對零部件質量和可靠性要求最高的行業之一。利用增材制造技術生產高科技零部件的潛力巨大。這種新工藝提供了創造新型設計的機會，這些設計以功能為導向，具有優化和面向目的的幾何形狀。
面臨挑戰
MSC Apex Generative Design的以功能為導向的組件優化誕生于帕德博恩大學直接制造研究中心與工業合作伙伴的一個研究項目。為重新設計優化項目確定并選擇了一個航空航天支架
圖2：Adams/Aircraft界面
圖3：基于Adam
Aircraft建立的整機模型
02
功能介紹
Adams起落架功能是進行飛機仿真的工程設計環境。
用于三維渲染/仿真項目的波音707飛機三維模型。波音707是一款四引擎中遠程窄體客機，徹底改變了商業航空業。它于20世紀50年代末首次推出，并因其作為首款商業上取得成功的噴氣式客機而聞名。
客戶簡介
Mirus 飛機座椅公司是全球領先的創新性高性能飛機座椅制造商，業務遍及英國、馬來西亞和中國。該公司融合汽車與航空航天領域的技術、專業知識和最佳實踐，專注于造型、功能、創新與可持續性，旨在提供最優乘客體驗并為航空公司節省成本。Mirus 是首批將輕量化飛機座椅推向市場的制造商之一，其 MTEST 現場動態測試設施（英國最大的商用測試設施）配備了最新動態測試技術
做飛機機翼的強度仿真時，不得不刪除上表面的渦流發生器、后面的放電針、傳感器的安裝孔等結構。
如果來者不拒全部將其離散，生成的網格量之多，會讓你絕望，讓電腦崩潰。
但刪除哪些保留哪些，需要一定的經驗判斷——只有那些“不重要”的才應被刪除。因此幾何清理簡化這一步，需要花費大量精力。
2. 計算域選擇
除了幾何簡化，計算域的選取也很講究。
這項工作展示了使用 ANSYS Fluent 執行飛機 CFD 仿真。 Fluent 模擬結果文件也可供下載。
自動駕駛引發的安全要求對汽車軟件開發的影響
高德海 | 上海云氪汽車技術有限公司 技術中心合伙人
演講主題：自動駕駛視角下的底盤系統功能安全實踐
寧嘉 | 一汽奔騰汽車股份有限公司 智能網聯開發院功能安全專家
演講主題：medini analyze在功能安全預期功能安全整車概念框架的應用
陳開鳴 | 上海柘飛航空科技有限公司 創始人
演講主題：采用Ansys medini 和定量仿真對飛機功能危害分析的案例研究
馬來西亞復合材料技術研究有限公司（CTRM）是全球復合材料航空結構供應鏈的一部分，為世界上主要的商用飛機制造商提供服務。該公司在航空航天和復合材料工業中發揮著戰略作用，并將其業務多元化到復合材料飛機內飾、飛機座椅和運輸領域。
2024
工業挑戰
作為生產過程的一部分，CTRM需要對制造的每個部件進行徹底的物理測試，以確保它們符合嚴格的標準。
