氣動彈性分析軟件的分類以及它們之間差別

2017-02-21 by:CAE仿真在線來源:互聯網

氣動彈性力學一直是航空航天工業領域關心的核心技術難題,他們一直在尋找解決氣動彈性問題的有效方法,所幸的是,隨著隨著計算方法的進步,有一些商用軟件業可以解決一些氣動彈性問題,但由于基礎技術和方法不同,每一類方法有著自己的適用范圍,需要我們在選用的時候加以區別,選擇合適的工具解決各自面臨的氣動彈性問題。

我們常見的氣動彈性軟件基本可以分為兩類,第一類是基于有限元方法,通過簡化的歐拉場與結構有限元耦合進行氣動彈性模擬,第二種方法是對等的耦合結構和流體模型,實現松耦合下的氣動彈性分析。

第一類軟件以NASTRAN為代表,并且這種方法在工程單位已經成功應用了近二十年,其優點和缺點都非常明了,我們概括如下:

1) 由于流體采用基于機翼的簡化模型,建模簡單,通常由精通有限元分析的工程師獨立完成,易于在工程設計單位推廣使用;

2)計算結果可靠;

3)計算規模較小,是比較理想的氣動彈性設計軟件。

根據其原理,也存在以下缺點:由于采用簡化的氣動模型,忽略了彎度等因素對氣動力的影響,進而影響氣動彈性的分析結果。

第二類軟件是以MpCCI為代表,它通過順序地求解流體和結構兩場,實現氣動彈性分析。這種方法的特點是:

1)氣動和結構模型分別建立,模型的精度可以人為控制,計算精度高;

2)建模過程復雜,通常需要流體和固體工程師合作完成;

3)計算量大。

根據以上情況,我們認為第一類軟件(NASTRN)適合于快速設計計算,第二類軟件(MpCCI)適合于驗證計算,其實在進行氣動彈性設計時,我們可以將兩類軟件結合起來,取長補短。如采用第一類軟件找到顫振點,利用第二類軟件進行確認性驗證計算,計算出準確的顫振特性。

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