外氣動仿真的案例
2025大賽優秀作品 | 基于LeakShield+RapidOctree前處理的高效整車外氣動自動化仿真工作流
本研究為基于Fluent的汽車外氣動仿真開發提供了全新的標準化流程。結合新版HPC Ultimate License的使用，大幅降低了整車仿真成本，同時為后續GPU大規模并行計算的部署提供了關鍵的license支撐，為整車氣動開發提供了高效經濟的數字化解決方案。
挑戰/需求
隨著車型開發節奏加快及虛擬開發比重提升，傳統外氣動仿真流程長、效率低的問題日益凸顯。如何在保證精度的前提下大幅提升效率、降低成本，成為支持新車型氣動快速開發所面臨的核心挑戰。亟需建立一套全新的高效、精準且經濟的自動化仿真解決方案。
使用工具
Fluent, Ensight, Discovery
最終成果
RapidOctree生成網格展示
依托高效穩定的LeakShield 與 RapidOctree網格技術，構建了前處理到后處理的自動化仿真流程，將前處理效率提升超80%。研究確立了誤差低于3%的快速仿真標準與高精度驗證新思路。該方案顯著降低仿真總成本，為GPU大規模應用奠定堅實的基礎，提供了高效、經濟的數字化解決方案。
參賽作品一覽
展開 行業應用方案 | 飛行器外氣動
一、飛機外氣動
飛機外氣動仿真設計包括總體氣動設計和部件氣動設計，具體分析包括：
飛機氣動性能分析
氣動彈性分析
氣動噪聲
飛發一體化氣動設計
外掛一體化氣動設計
螺旋槳氣動設計
飛機部件氣動參數優化
飛機氣動外形拓撲優化
飛機水上迫降分析
飛行排液分析
飛行結冰分析
飛機防/除冰分析
飛機空投分析
二、彈箭外氣動
彈箭超音速/高超音速氣動設計
彈箭氣動熱設計及綜合熱設計
彈箭舵面氣彈分析
彈箭氣動噪聲分析
彈箭發射及彈道軌跡設計
火炮出膛分析
火箭級間分離分析
彈箭入水/水下發射及空化分析
彈箭氣動外形優化
Ansys高效高精度氣動解決方案
Ansys飛行器外氣動解決方案將高效模型處理、高效高質量網格劃分、高精度氣動求解器、先進的氣動優化技術、行業領先的多場耦合技術、具有線性加速的高性能并行技術、以及強大的后處理技術集成在同一個仿真平臺上，從而提供了一套完整的高效高精度飛行器解決方案。
展開 行業應用方案 | 飛行器外氣動
Ansys解決方案
Ansys飛行器外氣動解決方案旨在幫助企業總體氣動設計工程師在統一的仿真平臺上充分評估飛行器總體氣動的各項性能指標，充分優化飛行器氣動外形設計、氣動熱分析、氣動噪音評估、彈箭發射及彈道軌跡等。
行業應用方案 | 飛行器外氣動
一
飛機外氣動
飛機外氣動仿真設計包括總體氣動設計和部件氣動設計，具體分析包括：
飛機氣動性能分析
氣動彈性分析
氣動噪聲
飛發一體化氣動設計
外掛一體化氣動設計
螺旋槳氣動設計
飛機部件氣動參數優化
飛機氣動外形拓撲優化
飛機水上迫降分析
飛行排液分析
飛行結冰分析
飛機防/除冰分析
飛機空投分析
二
彈箭外氣動
彈箭超音速/高超音速氣動設計
彈箭氣動熱設計及綜合熱設計
彈箭舵面氣彈分析
彈箭氣動噪聲分析
彈箭發射及彈道軌跡設計
火炮出膛分析
火箭級間分離分析
彈箭入水/水下發射及空化分析
彈箭氣動外形優化
Ansys高效高精度氣動解決方案
Ansys飛行器外氣動解決方案將高效模型處理、高效高質量網格劃分、高精度氣動求解器、先進的氣動優化技術、行業領先的多場耦合技術、具有線性加速的高性能并行技術、以及強大的后處理技術集成在同一個仿真平臺上
展開 
行業應用方案 | 飛行器外氣動
一
飛機外氣動
飛機外氣動仿真設計包括總體氣動設計和部件氣動設計，具體分析包括：
飛機氣動性能分析
氣動彈性分析
氣動噪聲
飛發一體化氣動設計
外掛一體化氣動設計
螺旋槳氣動設計
飛機部件氣動參數優化
飛機氣動外形拓撲優化
飛機水上迫降分析
飛行排液分析
飛行結冰分析
飛機防/除冰分析
飛機空投分析
二
彈箭外氣動
彈箭超音速/高超音速氣動設計
彈箭氣動熱設計及綜合熱設計
彈箭舵面氣彈分析
彈箭氣動噪聲分析
彈箭發射及彈道軌跡設計
火炮出膛分析
火箭級間分離分析
彈箭入水/水下發射及空化分析
彈箭氣動外形優化
Ansys高效高精度氣動解決方案
Ansys飛行器外氣動解決方案將高效模型處理、高效高質量網格劃分、高精度氣動求解器、先進的氣動優化技術、行業領先的多場耦合技術、具有線性加速的高性能并行技術、以及強大的后處理技術集成在同一個仿真平臺上
展開 Fluent戰機外氣動模擬流程
1 引言
Fluent Meshing中的Fault Tolerant流程為模擬復雜模型外氣動帶來了一定的便捷。本文以一架縮比模型戰機為例說明 Fluent對于一個極端復雜模型的外氣動的仿真流程，僅供示例，部分參數的取值不具有實際工程意義，在工程中需按照實際情況合理設置網格、計算域和計算參數等。
2 前處理
原模型是一個極端復雜裝配體，部件繁多，而且許多面體沒有正確地實體化，逐個清理特征必然花費大量時間。在SpaceClaim中打開CAD模型，先框選機翼上的logo，用填充功能除去logo。
接下來使用收縮幾何功能，設置包面間隙為3mm，并勾選保留特征，特征角度閾值設置為12°。合適的包面間隙尺寸可能需要反復調試，以達到能夠保留自己所需要的特征的目的為準。經過外包面操作，獲得一個刻面化的外包面幾何。在Fluent的外氣動模擬前處理中，如遇到極端復雜的幾何，最好先在SpaceClaim中做這樣的預處理，因為有時Fluent Meshing對于極端復雜的臟幾何并不一定能處理，尤其是像本文中這樣有大片沒有實體化的模型。
如果后續對于主翼、垂尾、副翼、尾噴等部位有不同的網格局部加密要求，也可以提前在SpaceClaim中包圍這些部位分別創建BOI幾何并設置Name Selection。這里不做演示。
因為后續需要為戰機設置外流場的Enclosure，保存為scdoc文件并導入Fluent Meshing的Fault-Tolerant流程中。在導入幾何時，Advanced option中可以選擇進行再次刻面，并設置刻面尺寸大小、特征角等。
在幾何描述階段，Flow Type選擇繞物體的外流場。
展開 全新體驗的Fluent Meshing | 在飛行器外氣動分析中的應用
在飛行器外氣動數值模擬計算中，網格質量對計算結果有著至關重要的影響，特別是航空航天飛行器外氣動計算流體力學問題所涉及的復雜流場（如激波、流動分離等）必須采用非常密的高質量網格才能達到計算精度要求。高質量網格是高精度分析結果的保證，質量不好或者差的網格，則可能會導致計算無法完成或者得到毫無意義的結果。
通常，飛行器外氣動數值模擬計算對網格有以下兩方面的特殊要求：
一是考慮到近壁面粘性效應，需采用較密的貼體邊界層網格；
二是網格的疏密程度與流場參數的變化梯度大體一致。傳統的飛行器網格劃分方法是采用基于拓撲切割的網格劃分方法劃分結構化六面體網格。
基于拓撲切割的網格劃分
但是，基于拓撲切割的結構化六面體網格劃分方法具有拓撲切割繁瑣、難度大，需要花費大量的時間和精力等劣勢，特別是對于復雜飛行器模型（如包含掛架、多段高升力、起落架、外掛載荷等）來說，要切割出完整的網格拓撲則是非常難的。
隨著計算機硬件資源的發展及數值仿真并行加速效率的提升，非結構化混合網格在飛行器外氣動分析中逐漸得到廣泛應用，而具有流程化、高效、高質量的、多面混合網格劃分特點的Fluent Meshing更是在飛行器外氣動分析應用領域中脫穎而出。
Ansys于2019年推出了一種全新的、適合于復雜模型（包括飛行器）網格劃分的、基于流程化的、高效高質量的、干凈幾何網格劃分流程 (Watertight mesh：WTM），該流程將必要的設置按照流程節點方式進行組織和定義，極大的提升了軟件操作效率和網格劃分效率。
展開 Ansys CFD在eVTOL領域的解決方案，涉及飛行車外氣動、旋翼、氣動噪聲和電池熱管理等【6月19直播】
eVTOL在研發過程中有諸多難點和重點，Ansys CFD 在 eVTOL（電動垂直起降飛行器）領域提供了覆蓋氣動優化、多物理場耦合、熱管理、噪音控制等全流程的仿真解決方案，助力工程師應對復雜設計挑戰。
ZEVA ZERO曾利用 Ansys CFD 優化氣動布局，使其在垂直起降時的噪音低于街道環境，同時滿足 GoFly 競賽中 40 海里續航和 100 mph 速度要求；Volvo EX90 電動車通過 GPU 加速 CFD 模擬，將空氣動力學優化周期縮短，助力提升電動車續航里程。
6月19日，以『Ansys CFD在eVTOL領域的解決方案』為主題的Ansys官方研討會于線上開展，下滑預約??
時間：6月19日（星期四），16：00-17：00
內容簡介：主要介紹Ansys CFD產品在電動垂直起降飛行器(eVTOL)產品研發過程中的解決方案；解決方案涵蓋飛行車外氣動、旋翼、氣動噪聲和電池熱管理等方面的仿真解決方法和相關案例。
講師：
姚翔 | Ansys高級應用工程師
北京航空航天大學能源學院葉輪機械工學碩士。長期從事旋轉機械相關的設計、仿真工作，現任Ansys旋轉機械方向應用工程師，對Ansys旋轉機械產品體系有著豐富經驗。
形式：線上
費用：免費
掃碼立即報名
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技術鄰簡介：
技術鄰專注于工科技術社區，從最早的CAE技術社區（中國CAE聯盟）發展而來，在CAE領域有20年的教學和咨詢服務經驗。
展開 基于AMESim仿真分析軟件的氣動閥門運動特性研究 AMESim氣動附軟件下載
摘要：基于AMESim仿真分析軟件，對氣動閥門內部的運動規律、閥門內部零組件相互運動關系進行了研究，并采取了非接觸測量方法，測量了閥門內部閥桿運動速度，確定了仿真分析的正確性。結果表明：氣動閥門在打開瞬間，閥桿會有較大的運動速度，并可能發生頂桿與閥桿的反向碰撞問題，給頂桿或閥桿帶來損傷。
關鍵詞：氣動閥門；內部運動規律；運載火箭
引 言
氣動閥門廣泛應用于運載火箭的加注、泄出、排氣等系統，在飛型號的排氣閥、安溢閥，在研型號的加注閥、排氣閥等多采用氣動控制閥。隨著閥門的直徑、流量的 增大，閥門的結構尺寸和重量也越來越大。氣動閥門的控制氣一般為高壓氣（約5 MPa），在此氣體壓力下，強制作動器內的頂桿迅速運動，推動活閥打開。隨著閥門口徑的增大，頂桿、活閥的快速運動和撞擊，帶來了閥門的動強度問題。因此 對閥門內部閥芯、強制頂桿運動規律的研究越來越重要。
張永彬等基于Adams軟件對一種快速泄放閥的響應特性進行了仿真與分析，得出泄放閥閥芯運動規律和內部氣體壓力變化規律；吳建軍等通過Simulink軟件對抽油泵泵閥進行仿真，得到泵筒內的液體壓力變化規律曲線、泵閥打開高度曲線及泵閥運動速度曲線；余鋒等采用ABAQUS軟件分析了保險閥導向桿斷裂故障，得到導向桿設計動強度不足的故障原因；
孫海亮等研究了充氣開關閥桿斷裂問題，得到閥桿斷裂失效機理；潘英朋等提出了一種低溫氣動閥門方案，并對波紋管等關鍵零件進行了計算和分析；王春民等研究了自鎖閥在振動和沖擊環境下性能變化情況。
本文以某火箭用加注閥為例，對氣動閥門內部運動規律進行了研究，采用AMESim軟件對閥門運動特性進行了分析，確定了閥門內部頂桿和閥桿間的運動關系，并采用非接觸測量手段得到閥門在打開時的活閥運動速度，以驗證仿真分析的正確性。
展開 【AICFD案例教程】汽車外氣動-AI加速
AICFD是由天洑軟件自主研發的通用智能熱流體仿真軟件，用于高效解決能源動力、船舶海洋、電子設備和車輛運載等領域復雜的流動和傳熱問題。軟件涵蓋了從建模、仿真到結果處理完整仿真分析流程，幫助工業企業建立設計、仿真和優化相結合的一體化流程，提高企業研發效率。
一、概 要
1）案例描述
AI加速是軟件的特色模塊之一，通過特有的加速算法，加速仿真過程，提高仿真效率；本案例針對某簡化實車車型，在車速為40m/s時進行了汽車外流場的數值加速與非加速模擬，并通過云圖以及具體數據對比兩者的結果差異。
2）網格
整體網格為四面體網格單元為主的非結構網格，網格數量244萬。
圖1-1 網格模型
3）計算條件
入口速度：40 m/s；出口靜壓：0Pa；湍流模型：SST k-omega；介質：25°空氣。
二、工程設置
1）打開工程
① 啟動AICFD 2023R2；
② 選擇文件>打開，打開工程，選擇已創建的汽車外流場分析工程文件car.aicfd，如下圖所示。
圖2-1 打開工程文件
2）參數設置
① 雙擊 求解>求解控制，勾選智能加速選項，啟動AI加速；
② 終止步數輸入4800，加速和預測步數均采用默認設置，如下圖所示，單擊應用確認參數。
展開 【AICFD案例操作】汽車外氣動分析
AICFD是由天洑軟件自主研發的通用智能熱流體仿真軟件，用于高效解決能源動力、船舶海洋、電子設備和車輛運載等領域復雜的流動和傳熱問題。軟件涵蓋了從建模、仿真到結果處理完整仿真分析流程，幫助工業企業建立設計、仿真和優化相結合的一體化流程，提高企業研發效率。
一、概 要
1）案例描述
本案例針對某汽車仿真模型，在車速為40m/s時進行了汽車外流場的數值模擬。
2）網格
整體網格為四面體網格單元為主的非結構網格，網格數量244萬。
*圖1-1 網格模型
3）計算條件
入口速度：40 m/s；出口靜壓：0Pa；湍流模型：SST k-omega；介質：25°空氣。
二、網 格
1）新建工程
① 啟動AICFD 2023R2；
② 選擇 文件>新建，新建工程，選擇工程文件路徑，設置工程文件名，點擊“確定”。
*圖2-1 AICFD窗口
*圖2-2 新建工程
2）網格導入
單擊菜單欄 網格>導入網格 ，導入外部生成的計算域網格。
*圖2-3 幾何導入
3）網格質量檢查
單擊菜單欄 網格>網格質量，檢查網格質量。
*圖2-4 網格質量檢查
三、求解設置
1）求解模型
雙擊 求解> 求解模型，設置湍流模型。
展開 
利用Fluent Aero進行戰機外氣動模擬
不過前處理方面要依賴Fluent Meshing，而且仍然是基于傳統有限體積法的外氣動分析。一般應對復雜大模型的外氣動分析，如果有條件，最合適的選擇可能還是LBM方法。
Fluent Meshing整車外氣動網格生成流程概述
十多年來，優飛迪科技在數字孿生、工業軟件尤其仿真技術、物聯網技術開發等領域積累了豐富的經驗，并在這些領域擁有數十項獨立自主的知識產權。同時，優飛迪科技也與國際和國內的主要頭部工業軟件廠商建立了戰略合作關系，能夠為客戶提供完整的產品開發平臺解決方案。
優飛迪科技技術團隊實力雄厚，主要成員均來自于國內外頂尖學府、并在相關領域有豐富的工作經驗，能為客戶提供“全心U+端到端服務”。
5/25 Ansys高速外氣動新功能
內容簡介
飛行器外氣動新功能更新、涉及高速算法、外氣動模板、雙溫模型、燒蝕模型、動網格、重疊網格、輔助收斂等相關功能。
面向受眾
航空、航天、兵器等相關軍工總體氣動設計單位及相關氣動設計工程師、與飛行器總體單位相關的零部件設計仿真部門幾相關設計仿真工程師等。
【干貨分享】一種快速的整車外氣動CFD模擬計算方法
3、Simerics MP+ for Vehicle 的解決方案
本文所介紹的應用于整車外氣動CFD模擬的快速方法則是應用Simerics-MP+ for Vehicle的專業應用模板來進行整車外氣動特性模擬，當然該模板同樣可以應用于除霜除霧、涉水、水管理、發動機艙熱管理相關的仿真計算，且同樣具有高效快速的特征。那么該整車專業版的超快方法具體有哪些特點呢：
幾何前處理可節約3/4的處理時間，Simerics-MP+采用自適應二叉樹網格技術，在一定程度上能容忍“爛”幾何，在劃分網格前的幾何修復工作非常少，可直接用原始CAD畫網格，大大節約了工程師的時間，僅此項工作大約可節省工程師3/4的前處理時間； 注意是3/4哦，沒有水分！
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