仿真在线:有限元分析咨询与培训中心——Ansys|Fluent|Abaqus|HFSS|SolidWorks|课程培训

CAE仿真:助力大飛機夢想起飛

2016-09-20  by:CAE仿真在線  來源:互聯網


近日,中國首款自主研發的大型客機C919正式總裝下線,標志著C919大型客機項目工程發展研制取得了階段性成果。具有自主知識產權的C919是建設創新型國家的標志性工程,針對先進的氣動布局、結構材料和機載系統,研制人員共規劃了102項關鍵技術攻關,包括飛機發動機一體化設計、先進機翼的設計、電傳飛控系統控制律設計、主動控制技術等。由于先進材料和先進設計手段的應用,體型較大的C919整體減重在7%以上。



以大飛機為典型代表的現代飛機設計是一項復雜、周期很長、技術含量非常高的工作, 其研發過程充滿了挑戰性。同時,大型飛機的設計也是現代先進設計方法和工具應用最為成熟和全面的領域。其中,現代先進的CAE仿真技術應用可以大大提高飛機的研發設計能力,有效指導新產品的研發設計,節省產品的開發成本,縮短開發周期,從而大幅度提高企業的市場競爭力。


現代飛機的設計包括了:飛機總體設計、飛行控制系統、動力系統、液壓系統、導航系統、儀表系統、通信系統、安防系統、空調系統、水系統、武器系統等,這些系統在設計、制造和研發過程中應用的學科,幾乎涉及了所有重要專業領域,涉及到結構力學、流體力學、傳熱學、材料、微機電系統等。

在現代飛機研制中,CAE仿真技術的應用領域涵蓋了以下多個領域:


飛機總體氣動

飛機總體布局設計涉及到氣動、強度、舒適性、噪聲、疲勞壽命、結構優化等多方面的工程問題。隨著現代CAE/CFD仿真技術的日趨成熟,主機所逐漸將先進的仿真研發手段與試驗和經驗相結合,形成互補,從而提升研發設計能力,有效指導新型號的研發設計,節省開發成本,縮短開發周期。CAE仿真可以對飛機的各大部件如機身、機翼、舵面、發動機短艙、氣密艙、起落架等進行常規的結構分析、熱分析、空氣動力分析、電磁分析,通過多物理場耦合功能可進行諸如流體-固體耦合、熱-結構耦合、磁-結構耦合以及電-磁-流體-熱-結構耦合分析。下面是仿真技術在飛機總體設計的應用:

  • 概念及方案階段的氣動布局選型計算

  • 全機及整流部件減阻設計

  • 高升力裝置氣動設計

  • 飛機/機翼大迎角氣動特性分析

  • 機翼拓撲優化設計分析

  • 飛機多學科優化分析

  • 外掛物布置及分離過程分析

  • 紅外隱身特性分析

  • 進氣道/發動機艙氣動分析

  • 民機反推力及進氣畸變分析

  • 螺旋槳滑流氣動特性分析

飛機結構強度



1、飛機整機結構分析

快速地進行模態和振型計算,并且考慮許多因素對模態和振型的影響,準確地計算出飛機在各種條件下的模態和振型。下圖是ANSYS分析PC12飛機動力響應和ANSYS模態綜合法整機模態分析。

2、飛機鳥撞、迫降過程評估

通過仿真分析計算可以得到真實的飛鳥和飛機的撞擊效果和合理的耐撞結構,可良好地模擬飛機墜地事故中乘員所收到的沖擊以及安全帶的作用。


3、全設計周期的飛機結構壽命細節優化設計

搭建面向所有結構設計人員、全設計周期的飛機結構壽命細節優化設計系統,實現飛機結構分析/優化輔流程模型的統一與傳承,并伴隨結構主流程逐級成熟,最終憑借壽命設計系統,將壽命設計要求和指標在各個設計階段貫徹實施,將飛機結構的壽命真正設計出來。


復合材料及結構優化

復合材料具有各向異性、耦合效應、層間剪切等特殊性質,因此復合材料結構的精確仿真,已成為現代航空結構的迫切需求。許多CAE程序都可以進行復合材料的分析,但是大多程序并沒有提供完備的功能,使復合材料的精確仿真難以完成。


ANSYS廣泛應用于航空航天領域,為飛機結構中的復合材料層合結構分析提供了完整精確的解決方案。下圖應用ANSYS ACP(復合材料)+ Mechanical (有限元)+ Fluent(氣動) + DX(快速優化)做的機翼復合材料結構/氣動耦合輕量化設計分析。


考慮復合材料的機翼多物理場優化過程


GENESIS Topology for ANSYS Mechanical將GENESIS的拓撲優化功能集成到ANSYS workbench環境中。設計者可以在一個可靠,魯棒且易于應用的界面下自動的獲取創新設計。


GTAM將拓撲優化集成到ANSYS環境當中,與Workbench的諸多分析模塊一起,緊密的集成在Workbench上,可以在Project Schematic視窗中創建GENESIS拓撲優化分析并管理。


氣動彈性設計

飛機結構的氣動彈性分析是飛行器研制過程中必須考慮的問題。飛機在起飛、降落、巡航或機動飛行狀態下,由于受到重力、氣動力、過載等因素的影響,機翼會發生彈性變形,而且有些工作工況下的變形非常大(超過2m),此變形會導致飛機的氣動特性發生明顯變化,所以對飛機進行氣彈分析非常重要


1、靜氣彈

在飛機設計中通常采用線性理論估算方法獲得靜氣彈變形后的外型。隨著CAE技術的飛速發展,CFD/CSD多場耦合方法解決靜氣彈分析也成為國外航空領域的一種精確的手段。下圖是ANSYS靜氣彈分析案例。

2、顫振

ANSYS-FSI 流固耦合技術在飛行器氣彈分析中具有明顯優勢,采用隱式算法,用戶可以使用符合真實物理過程的時間步長,從而達到穩定、高效、精確的瞬態分析。尤其是在機翼顫振分析中,ANSYS-FSI雙向流固耦合技術避免了傳統方法“準模態”假設,可以實現流場瞬態分析和機翼結構非線性的耦合,符合顫振的實際機理。


燃油動力系統

機燃油動力系統是保證發動機正常工作所必需的系統和附件的總稱。其組成取決于飛機所用發動機類型,可由下面的全部或部分系統組成:(1)發動機及其起動、操縱系統;(2)發動機固定裝置;(3)飛機燃油系統;(4)飛機滑油系統;(5)發動機散熱裝置;(6)防火和滅火裝置;(7)進氣和排氣裝置;在飛機燃油動力系統實際研制過程中,通常需要考慮發動機復雜流動換熱、發動機滅火過程、飛機燃油系統分析等問題。

1、壓縮機、渦輪機分析

氣動穩定性設計是當代航空發動機發展研制過程中的重要技術問題之一。在航空發動機中,對氣流最敏感的部件是風扇、壓氣機和渦輪。在以上3個部件中,CFD的主要應用集中在對壓氣機和渦輪效率分析上,多級壓氣機/渦輪最主要的氣動問題就是各級流動是否匹配,總的效率是否達到設計要求。在渦輪方面,CFD不僅可以計算渦輪效率,而且對渦輪葉片的冷卻效果分析有著重要的應用。


2、飛機發動機艙內滅火過程Fluent分析

飛機發動機滅火系統極為復雜,而且滅火過程對于飛機安全性影響極大,因此CFD分析已經成為必不可少的評估手段。分析會涉及閃蒸、相變、多相流等復雜流動換熱問題,Fluent軟件中豐富的多相流及相變模型可以有效解決這一復雜仿真問題。


3、飛機發動機艙內復雜流動換熱CFX分析

飛機燃油動力系統結構復雜,飛機發動機燃燒室產生的高溫會影響各個部件的傳熱、應力應變。因此不僅僅需要CFX分析發動機艙內溫度場、冷卻效果、流動分布,也需要耦合有限元分析溫度差導致的結構應力應變,因此ANSYS FSI多物理場分析工具是評估燃油動力系統復雜流動換熱及應力應變的必要手段。


4、飛機燃油系統Fluent流體分析

燃油動力系統內部有大量的泵、閥元件,比如有柱塞泵、齒輪泵、離心泵、引射泵等。CFD手段可以對這些泵閥元件的流動性能進行評估,優化設計性能。航空燃油通過這些泵閥元件可能會產生氣蝕,這也是影響元件壽命的破壞因素之一,可以應用CFD手段對泵閥流動氣蝕現象進行模擬,優化元件設計。


此外,還有液壓系統、氣動噪聲、航電系統等的設計應用。


當前,世界各地的各大飛機設計單位每天都在為設計高效飛行器、提高燃油效率、改善乘客安全性和舒適性、提高設計能力加快設計設計周期,降低后期維護成本等而努力。同時,伴隨著環境保護的高漲,以及節能減排標準的更新速度不斷加快,要求也更加嚴格,這也向飛機輕量化設計提出了更嚴峻的挑戰。因此全世界的各大航空巨頭公司都在日益加快高效飛行器設計、氣動優化設計、飛機輕量化設計、高效率航空發動機設計等領域的研究投入,并取得了顯著成果。而這些都得益于現代仿真和優化技術在飛機設計中的應用。


C919是我國航空工業設計能力的代表,同時也是飛機先進設計理念和手段最集中的展現。某種意義上,以CAE仿真為代表的先進設計手段為中國大飛機夢想插上了飛翔的翅膀。



開放分享:優質有限元技術文章,助你自學成才

相關標簽搜索:CAE仿真:助力大飛機夢想起飛 Fluent培訓 Fluent流體培訓 Fluent軟件培訓 fluent技術教程 fluent在線視頻教程 fluent資料下載 fluent分析理論 fluent化學反應 fluent軟件下載 UDF編程代做 Fluent、CFX流體分析 HFSS電磁分析 

編輯
在線報名:
  • 客服在線請直接聯系我們的客服,您也可以通過下面的方式進行在線報名,我們會及時給您回復電話,謝謝!
驗證碼

全國服務熱線

1358-032-9919

廣州公司:
廣州市環市中路306號金鷹大廈3800
電話:13580329919
          135-8032-9919
培訓QQ咨詢:點擊咨詢 點擊咨詢
項目QQ咨詢:點擊咨詢
email:kf@1cae.com




主站蜘蛛池模板: 专业提供医疗器械,医疗设备,进口国产医疗设备,医疗耗材采购,医疗设备厂家等医疗器械信息-上海聚慕医疗器械有限公司 | 数造云-面向3D打印的云制造平台 数控落地镗铣床_数控刨台式镗铣床_数控龙门加工中心-青岛辉腾机械设备有限公司 | 聚氨酯碰头,聚氨酯托辊,聚氨酯地辊/地滚轮/地轮/托绳轮-济宁卓力聚氨酯制品有限公司 | 济南排队机,济南触摸屏一体机,济南拼接屏广告机厂家,汇通视控 | 和部长一起去出差旅全程,构建和谐上下级关系-蜜桃视频 | 前途汇医药科技(北京)有限公司 | 正拓夏令营官网-中小学生军事夏令营-研学军旅训练拓展夏令营 | 铅板,防辐射铅板,医用铅板,保定美伦有色金属有限公司 | 黑料网 - 黑料大事记-黑料门 黑料社最新 今日黑料 热门黑料 最新反差免费-黑料网今日黑料首页_黑料网 - 黑料大事记-黑料门 黑料社最新 今日黑料 热门黑料 最新反差免费-黑料网今日黑料首页 | 湖南众一离心机股份有限公司_活塞推料离心机_沉降离心机_卧式刮刀离心机 | 陶瓷纤维模块|陶瓷纤维毯|陶瓷纤维纸|高温隔热材料|陶瓷纤维厂家-济南火龙热陶瓷有限责任公司 | 吉林省创智汇成包装有限公司,长春高档礼盒,长春包装盒厂家,长春精品包装盒 | 万博瑞升(天津)科技有限公司-管道应力|管道振动|脉动|CAE,CFD 弯箍机_钢筋弯箍机_全自动钢筋弯箍机_数控弯箍机-建科智能装备制造(天津)股份有限公司 | 罗茨鼓风机价格_三叶罗茨鼓风机厂家-山东锦工有限公司 | 览众房车,房车, 房车厂家, 房车价格, 房车图片,, 四驱房车, 皮卡房车, 越野房车, 依维柯房车, 国产房车, 自动挡房车, | 氢能展,氢能展会,燃料电池展,加氢设备_氢气储运_制氢设备_氢燃料汽车_加氢站成套设备 | 桥梁养护|桥梁维修加固|隧道裂缝修补|支座更换|管道堵水气囊|衡水众拓路桥养护有限公司 | 无锡今飞激光技术有限公司-手持激光焊接机_激光打标机_激光清洗机_平台激光焊接机_焊接专机- | 深圳办公室装修_办公室设计_写字楼装修设计_深圳市加洲建设集团有限公司 | 山东礼品盒,礼品盒生产厂家,礼品包装盒厂家-济南恒印包装有限公司 | 实验室实验台-钢木实验台-实验室通风柜-实验室家具-苏州奥纳威 | 耐火砖厂家价格-郑州荣盛窑炉耐火材料有限公司| 木别墅-小木屋-防腐木木屋-成都腾龙装配式建筑科技有限公司 | 少妇厨房与子伦_污污内射久久一区二区欧美日韩_四房婷婷 | 金坛区成辉仪器厂-精密増力电动搅拌器,石英亚沸蒸馏水器- | 河南水处理设备_反渗透设备厂家_河南纯净水设备厂家-静特尔 | 嘉兴市南湖斋食品股份有限公司_南湖斋| 欧美日韩人妻精品一区二区三区_欧美成人精品欧美一级乱黄_亚洲欧美日韩高清一区二区三区_国产一级做a爰片久久毛片_日韩一级视频在线观看播放_精品一区二区三区免费毛片爱_完整观看高清秒播国内外精品资源 | 腾云网-智慧网络营销服务提供商 套丝机_钢管套丝机_螺栓套丝机S8139_螺纹钢套丝机_智能套丝机价格-瑞捷机械设备有限公司 | 珠海拾比佰彩图板股份有限公司 | 液压支架配件|液压支架立柱|液压支架千斤顶|液压支架换向阀|液压支架乳化油|液压支架密封件-山东卓力生产厂家 | 盐城市城镇化建设投资集团有限公司[盐城国资企业、盐城国资集团、盐城文化旅游、盐城基础设施、盐城土地开发、盐城粮食收储] | 无源电子锁_五防锁_机柜锁_物联网锁_智能锁控管理-Vanma | 扬州市德友线缆有限公司-业从事高端特种线缆研发、制造、销售与服务。 | 宿州电机维修厂家,大型电机维修及二手电机修理到安徽鑫瑞特电机装备有限公司 | 郑州邦达电气有限公司| 品牌服装网-服装品牌加盟招商,服装品牌排行榜,服装品牌大全 | 呼吸家官网|肺功能检测仪生产厂家|国产肺功能仪知名品牌|肺功能检测仪|肺功能测试仪|婴幼儿肺功能仪|弥散残气肺功能仪|肺功能测试系统|广州红象医疗科技有限公司|便携式肺功能仪|大肺功能仪|呼吸康复一体机|儿童肺功能仪|肺活量计|医用简易肺功能仪|呼吸康复系统|肺功能仪|弥散肺功能仪(大肺)|便携式肺功能检测仪|肺康复|呼吸肌力测定肺功能仪|肺功能测定仪|呼吸神经肌肉刺激仪|便携式肺功能 | 西安外墙防水补漏-堵漏-防腐-保温工程公司-陕西宏图祥瑞实业有限公司 | 耐磨复合钢板_堆焊复合钢板_堆焊耐磨钢板-北京耐默公司 | 郑州邦达电气有限公司 |