飛行器結構仿真的案例
旋翼飛行器結構模態分析與調整
對超小型無人旋翼機的機體進行了結構分析．先利用了catia的有限元分析軟件包對結構動力學特性進行分析,計算出了旋翼機的各階頻率與振型。其后通過結構試驗對其計算的結果進行驗證,并且根據計算和實驗的結果進行了結構修正。通過結構的調整和強化,超小型無人旋翼機的機體振幅有所減小,并根據機體的振型模態,飛行控制系統的各類傳感器均安裝在機體振幅較小的位置,改善了傳感器的工作性能。
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飛行器系統仿真與驗證
1.概述
飛行器由動力系統、導航系統、機體、舵機伺服系統和推進系統等組成，不僅在整機級，即使在子系統級都涉及到多學科的交叉耦合，涉及到多個領域，在飛行器的研制過程中，不僅要分析不同子系統的設計性能，而且需要分析各子系統在整機級別的性能。
使用不同的專業領域模型，可以在同一個Simcenter Amesim軟件平臺下運行計算，其耦合特性較好，界面易讀，結果形象直觀，便于分析。面對航空航天多領域復雜系統，目前市面上能做到多系統耦合的軟件并不多，Simcenter Amesim是比較經典的多領域系統開發仿真分析平臺，針對汽車行業、航天航空、工程機械、兵器行業等都有著較為廣發的應用，其大量的數據庫模型都是通過試驗驗證的，并得到客戶的一致好評。
2.Simcenter Amesim系統仿真與驗證方案
2.1 總體設計與仿真
從設計仿真角度上來說，飛行器總體設計分為兩個大的過程：
設計過程：以飛行剖面為核心的總體設計過程，主要關注總體概念參數（直徑、長度、幾級等）、氣動布局的定義、飛行器在不同階段的姿態定義（姿態角、攻角）、軌跡計算等過程
驗證過程：軌跡、氣動、控制、動力學、發動機等專業或分系統集成在一起，對設計過程產生的總體設計方案、設計參數進行驗證。
下面進行說明：
總體設計過程主要針對幾何、氣動、推進、飛行剖面、熱、結構、穩定性與控制和費用指標等來展開設計過程，主要依靠工程計算程序來實現，有一定的流程及程序間先用的調用順序可以遵循，通過總體設計流程建設，定義、規劃流程動作，定義流程動作的輸入、輸出，定義、規劃數據模型，定義流程中的數據模型，實現分析流程的標準化、規范化和自動化，提高數據流的管理效率。
展開 基于實際工程的飛行器氣動設計與仿真
不管結構網格，還是非結構網格，均需要有良好的節點（物面及空間）分布，這依賴于我們對求解區域流動的理解，這就是用同一軟件即使生成非結構網格，計算結果有時差異很大的原因。
圖31 典型的結構網格與非結構網格
好的結構網格，費時費力效果好，但非常依賴于經驗，在絕大部分應用場景下，逐漸被非結構網格取代。但結構網格在物面黏性精確度高的特性，使得氣動熱仿真仍然依賴結構網格。
圖32 各種網格方法適用性比較圖
5.2. 選用何種求解器
根據本人的經驗，各種開源程序及商用軟件，均有不同的最佳應用場景。用一種求解器可以不可以，當然可以。但是在自己不明白，自己仿真工況對應最佳求解器的前提下，對求解器的要求僅僅是能算出結果，對比得還行，其實就氣動布局設計工程師而言，永遠成為不了布局設計高手。
這部分內容更多需要的是咱們自己多用，多算，多思考，得出自己的結論。拋出一個問題，大家一起思考一下，為什么跟風洞試驗值對比最好的是湍流模型？
很多CFD工程師往往會質疑風洞試驗結果，事實的確是，試驗過程中因為諸多原因，結果往往不可信。復雜構型跨速域飛行器，不真實的試驗結果往往對整個項目是災難性的，因此，試驗數據必須精準。按風洞試驗流程，風洞需要定期維護，保證流場品質，每次試驗前也應進行對應的標模驗證，但是工程中往往做不到。那型號設計單位如何保證自己拿到的數據的精確性？一是，選取某工況，在試驗進行中，不斷進行重復性試驗，這時風洞需要不斷更換風洞試驗段，拆裝試驗模型，如果重復性非常好，就表明此次試驗，風洞流場穩定，并排除模型安裝的影響。二是，必須進行不同風洞的驗證性試驗，以及同一風洞不同期驗證試驗，來保證型號使用數據的精準可信性。
如此多的求解器，如何選擇？
展開 ABAQUS四旋翼無人飛行器仿真分析
旋翼無人飛行器具有垂直起降／著陸、可懸停、機動性好及結構簡單等多種優點，無論是在軍事領域還是民用領域，都有非常廣泛的應用價值。
作為垂直／短距起降飛行器，多旋翼無人飛行器不受起降場地的限制，具有很強的適應性，一直是各國軍方關注的焦點。多旋翼無人飛行器與常規的飛行器相比，具有垂直起降、著陸、懸停、縱飛和側飛等飛行特性。隨著近年來微電子、微機械、計算機技術及電池等技術的飛速發展，小型四旋翼無人機的體積、重量、靈活性和機動性等多個方面有了長足的進步。根據動力配置形式的不同，旋翼無人飛行器一般有四旋翼、六旋翼和八旋翼等。根據飛行器的飛行方式，一般分為自由型及系留型。目前的產品主要集中在自由型多旋翼，其載重量較小，主要面向航模愛好者，應用領域為航拍，單塊電池僅能支持飛行器滯空１５ｍｉｎ左右。而系留型多旋翼飛行器具有覆蓋面積大、留空時間長、機動性能強及效能費用比高等顯著的特點，無論是在軍事領域還是民用領域，都有非常廣泛的應用價值。四旋翼無人飛行器在結構上更為簡潔：四只旋翼相互抵消扭矩，不需要專門的反扭矩槳；具有更簡潔的控制方式，僅通過改變四只旋翼的轉速即可實現各種姿態控制。因此，系留型四旋翼無人飛行器備受國內外很多專家和學者的關注和研究。
本文以系留型四旋翼無人飛行器為研究對象，采用通用大型有限元分析軟件ABAQUS建立了對應的力學仿真模型。應用該仿真模型對該旋翼無人飛行器在旋翼升力、風載荷及降落沖擊等工況下的結構強度和剛度響應進行了仿真分析，得到了對應的安全裕度數據，為該無人機的結構設計提供了理論依據。
系留型四旋翼飛行器系統是一種有４個螺旋槳且螺旋槳呈十字交叉形式的飛行器，如圖１所示。整個飛行平臺結構包含中心架（設備艙）、支撐臂、起落架及其他系統的受力結構等。
圖１ 系留型四旋翼無人飛行器結構示意圖
在Ａｂａｑｕｓ軟件中建立的有限元模型如圖２所示。
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飛行器流固相互作用（FSI）仿真賞析（僅3D模型） ￥2
流固相互作用（FSI）是一個跨學科領域，研究內部或外部流體流動與某些可變形或可移動結構的相互作用。使用 ANSYS Workbench 進行了飛機的流固耦合仿真。對于 CFD 分析，使用了 CFX，然后使用 Workbench 中的 ANSYS Mechanical 工具將 CFD 模擬（壓力載荷）的結果傳輸到結構分析。
模型格式
stp?
.CATProduct
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四旋翼無人飛行器仿真分析
四旋翼無人飛行器仿真分析
旋翼無人飛行器具有垂直起降／著陸、可懸停、機動性好及結構簡單等多種優點，無論是在軍事領域還是民用領域，都有非常廣泛的應用價值。
作為垂直／短距起降飛行器，多旋翼無人飛行器不受起降場地的限制，具有很強的適應性，一直是各國軍方關注的焦點。多旋翼無人飛行器與常規的飛行器相比，具有垂直起降、著陸、懸停、縱飛和側飛等飛行特性。隨著近年來微電子、微機械、計算機技術及電池等技術的飛速發展，小型四旋翼無人機的體積、重量、靈活性和機動性等多個方面有了長足的進步。根據動力配置形式的不同，旋翼無人飛行器一般有四旋翼、六旋翼和八旋翼等。根據飛行器的飛行方式，一般分為自由型及系留型。目前的產品主要集中在自由型多旋翼，其載重量較小，主要面向航模愛好者，應用領域為航拍，單塊電池僅能支持飛行器滯空１５ｍｉｎ左右。而系留型多旋翼飛行器具有覆蓋面積大、留空時間長、機動性能強及效能費用比高等顯著的特點，無論是在軍事領域還是民用領域，都有非常廣泛的應用價值。四旋翼無人飛行器在結構上更為簡潔：四只旋翼相互抵消扭矩，不需要專門的反扭矩槳；具有更簡潔的控制方式，僅通過改變四只旋翼的轉速即可實現各種姿態控制。因此，系留型四旋翼無人飛行器備受國內外很多專家和學者的關注和研究。
本文以系留型四旋翼無人飛行器為研究對象，采用通用大型有限元分析軟件Ａｂａｑｕｓ建立了對應的力學仿真模型。應用該仿真模型對該旋翼無人飛行器在旋翼升力、風載荷及降落沖擊等工況下的結構強度和剛度響應進行了仿真分析，得到了對應的安全裕度數據，為該無人機的結構設計提供了理論依據。
系留型四旋翼飛行器系統是一種有４個螺旋槳且螺旋槳呈十字交叉形式的飛行器，如圖１所示。整個飛行平臺結構包含中心架（設備艙）、支撐臂、起落架及其他系統的受力結構等。
展開 LS-DYNA-ICFD飛行器流場仿真 ￥39.99
飛行器流線及流速
飛行器流線及壓力
飛行器渦線及壓力
傾轉旋翼飛行器旋翼傾轉過程氣動仿真
傾轉旋翼飛行器旋翼傾轉過程氣動仿真
仿真為你揭秘飛行器陀螺儀的工作原理
絕對測量可以利用地球敏感器、太陽敏感器或恒星敏感器；利用地球表面已知位置上的射頻信標；利用地球磁場測量；或者利用以上任意組合來完成。
平移速度和角速度的微小測量誤差會導致慣性導航系統隨時間推移變得越來越不穩定。使用以上任意一種敏感器定期進行絕對測量，有利于將不確定性限制在一個更合理的數值內。下圖預測了不確定性隨時間的變化。
結論
我們成功地利用射線光學仿真演示了簡單干涉儀內的薩格納克效應。只要所有活動部件的速度遠遠小于光速，拍頻便符合基于廣義相對論的嚴密理論。薩格納克干涉儀或環形激光陀螺儀之內的光程差的大小僅僅取決于對向傳播光束所圍住的面積，而非圓環的幾何結構。
展開 基于CFX的四軸飛行器無人機進行 CFD 仿真 ￥10
<p><span style="color: rgb(85, 85, 85); background-color: rgb(255, 255, 255);">使用真實旋轉葉片和 ANSYS CFX 對四軸飛行器無人機進行 CFD 仿真。</span></p><p><span style="color: rgb(85, 85, 85); background-color: rgb(255, 255, 255);">附上了 CFX 定義文件（*.def文件）。</span></p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202412/attachment/b1a66988d0904b019caf7aab351384c9.jpg" style="text-align: center">
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展開 戰機模擬器逼真的三維視景-飛行仿真技術研究所
飛行仿真小成本獲取大效益
對每臺模擬訓練器進行測試，確保送到部隊的產品100%合格。
上世紀80年代中期，外軍興起了第二次訓練革命，廣泛開展以計算機模擬為核心的模擬化訓練。從此，世界許多國家開始把模擬訓練納入軍事訓練體系，成為提高軍隊訓練質量和效益的重要途徑。
1974年，空軍某飛行學院仿真技術研究所成功研制出某型轟炸機儀表飛行模擬器，開創了我空軍飛行模擬訓練的先河。飛行是公認的高技術、高風險、高耗費的職業。一架飛機幾千萬甚至幾個億，訓練中稍有閃失就會機毀人亡。但模擬訓練不僅可以節約訓練成本，而且完全不受時間、地點和天氣的限制，安全系數較大、訓練效益高。
“仿真技術的發展對于飛行訓練的意義就是用最小的成本獲得最大的效益！”該院仿真技術研究所所長謝東來介紹說，近10年來，該所為陸海空部隊研制生產了涵蓋轟炸、運輸、殲擊、直升機等多種機型模擬器數十臺，覆蓋了三軍部隊80％的主戰機型，滿足了飛行部隊70％的模擬訓練需求。從2002年至今，已組織空軍飛行人員模擬訓練累計15000多個小時，節約了巨額經費。
模擬跨晝夜飛行，極大地提高了飛行員地面訓練的效果，為升空飛行奠定了良好的基礎。圖為飛行人員伴著“月亮”練習倒飛技術。（解放軍畫報圖片）
“實驗室”連著訓練場
“老謝，我們搞對抗完全是‘自己’打‘自己’，要研究你就研究真正的‘藍方’主戰飛機模擬器，這樣模擬訓練才能真正提高戰斗力！”在一次調研中，空軍航空兵某師師長的話讓謝東來眼前一亮。
3年臥薪嘗膽，該所終于研制成功某飛機飛行模擬器，為我軍飛行員戰術訓練中有針對性地進行戰術模擬對抗演練提供了可能。
隨著世界軍事變革步伐的加快，該所的科研人員認識到，大型聯網對抗系統雖然功能強大，逼真度高，但聯網對抗模擬系統需要數臺甚至數十臺模擬器組成，造價高、體積大，目前來講在航空兵團、飛行大隊難以普遍推廣。
展開 
航空航天領域的飛行器氣動設計、結構強度與疲勞、燃燒與傳熱、電磁散射（隱身）、軌道動力學 算法特點，及圖形工作站硬件配置推薦
飛行器氣動設計、結構強度與疲勞、燃燒與傳熱、電磁散射（隱身）、軌道動力學直接觸及了航空航天領域仿真的技術核心。作為UltraLAB圖形工作站的廠商，精準把握這些算法的計算特性，是為客戶提供最優硬件解決方案的關鍵。
我將為您逐一解析這五大航空航天仿真領域。
核心結論速覽表
仿真領域核心算法/方法計算特點主要計算平臺備注飛行器氣動設計
計算流體力學 (CFD)
求解大型稀疏矩陣、高內存帶寬、網格規模巨大
CPU多核 ≈ GPU
GPU加速已成主流，尤其在RANS和LES中。CPU用于復雜前處理。
結構強度與疲勞
隱式有限元法
求解大型線性方程組、對內存和CPU頻率敏感
CPU多核為主，CPU單核為輔
CPU是絕對主力，GPU加速正在興起，但成熟度不如CFD。
燃燒與傳熱
CFD + 化學反應動力學
計算密度極高、多物理場強耦合、極大規模
CPU多核集群 >> GPU
傳統上依賴CPU集群，GPU加速是前沿方向，潛力巨大。
展開 基于ICEPAK熱仿真的光伏逆變器結構優化
==================分割線，以下為正文====================
[ 摘 要 ] 本文以獲得最優的整機結構布局為目標，采用ICEPAK軟件對若干型號的光伏逆變器進行了熱設計。首先介紹了相變導熱墊片在光伏逆變器散熱方案中的應用，根據熱仿真結果證實了比原始方案“陶瓷墊片”具有更好的工藝性和價格優勢、更小的溫升。接著利用ICEPAK出色的溫度/流體場解算能力，闡述了如何利用熱仿真結果輔助某型三相光伏逆變器調整機械設計，最終達到結構優化的過程。
[ 關鍵詞 ] 相變 熱仿真 結構優化
1. 前言
機械設計是光伏逆變器整機研發的重要內容，而光伏逆變器本身的結構特點決定了大部分機械件的總體尺寸、空間布局、形狀暨材質選擇又取決于整機熱設計。傳統的熱設計方法有解析法和實驗法。由于在實際產品中熱傳輸途徑非常復雜，解析法通常僅具有理論上的指導意義而難以滿足工程實際需求。實驗法雖然具有準確度高的優點，但是卻有耗時長、成本高及難以探測系統內部溫度等缺點。而基于流體力學、傳熱學、數值分析的現代熱仿真技術是一種高技術、高速度、低成本的方法，它對優化光伏逆變器的熱設計、為機械設計提供合理方向具有重要指導意義。隨著商用數值仿真軟件的完善，熱仿真技術得到了越來越廣泛的應用。本文通過產品實例，介紹了利用行業領先的Icepak軟件熱仿真來指導光伏逆變器結構優化。仿真結果都經過實際產品的實驗驗證，誤差均較小，表明Icepak具有較高的工程實用價值。
2. 相變導熱墊片的應用
某型單相組串光伏逆變器早期散熱方案如圖1，熱源為BOOST側晶體管和逆變側晶體管，晶體管與散熱器間為2mm厚陶瓷墊片。為獲得更好的導熱效果，陶瓷墊片兩個底面要預先涂導熱膏。在安裝時為定位各陶瓷墊片，又需要事先將2個“陶瓷墊片定位塑料框(圖2)”固定在散熱器上。
展開 ANSYS干貨視頻 | 電子連接器結構仿真的解決方案
視頻內容
● 電子連接器產品設計面臨的挑戰；
● 電子連接器結構仿真的案例分享；
● ANSYS結構仿真的技術優勢；
● 答疑。
課后小結
● 了解ANSYS結構產品功能，包括結構力學、結構熱、熱-結構耦合和電-熱-結構耦合；
● 對電子連接器產品插拔力、接觸應力、溫升和疲勞耐久仿真計算方法及分析流程更加清晰；
● 提升個人乃至整個研發團隊在產品設計過程中的理論解析能力。
揚聲器振動結構仿真分析
揚聲器和揚聲器系統的振動仿真分析沒有行業專用的軟件，一般采用通用的有限元軟件進行，如Ansys，Comsol，Abaqus等。
主要可以做一些模態分析（如fs，晃動模態，中頻谷，分割振動），靜力分析，非線性分析（如Kms（x）曲線），喇叭盆架或箱體強度，跌落，鉚合等。 為設計支片，做了一個簡單的comsol app模型。可以對支片設計做一些前期快速驗證。
先簡單介紹下，具體的詳細應用會后續再進行探討。
其實不了解有限元軟件也沒關系，多學些有限元的基本知識，對解決工作中會碰到的比如應力集中。頻響曲線峰谷分析等問題也是有幫助的。防止無目的的純靠猜想。當然Klippel的Scanner或者Polytec激光測振儀等用處也相當大。刨除儀器測試誤差，分析結果比有限元的結果要可信，而且可以用來校準有限元的模型。
跌落的仿真是相當復雜的。值得一提的是，Solidworks/ProE自帶的仿真模塊，comsol對這個問題基本無解。即便能得到結果，其可信度也是相當低的。得使用Ansys或Abaqus等的顯式動力學模塊。
關于顯式動力學，感興趣的朋友可以自行了解一下。 汽車的碰撞仿真和跌落是類似的，屬于高度非線性，接觸時間極短。
鉚合的仿真分析可以用在比如鉚合盆架/前夾板（華司）的鉚合刀口的優化上，如何使得鉚合力最大。
跌落和鉚合都做過一些模型，包括還有音圈規彈簧位置粗細等模型，不過暫時還未實際應用在真實產品中。因為對揚聲器/音箱的實際工程應用作用也不大，有其他簡單的經驗調整辦法，除了可以水一水論文之外。 后續可能合適的時候再拿出來炫技一番。
更多優質內容案例，請關注公眾號：揚聲器系統設計與仿真
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