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《中国航空报》2006专栏

10/12/2006

06-01-10:我们拿什么终结航空产品设计缺陷

航空业内人士比谁都清楚,航空产品的特殊性对设计质量的要求可以说比任何种产品都苛刻。在这个行业,大家追求的目标不是最快地解决设计缺陷,而是终结缺陷。可我们拿什么来终结航空产品的设计缺陷?CAE技术大概是能想到的唯一答案。

06-02-10:ANSYS航空薄壁结构模型处理技术

在航空结构设计过程中经常使用3D的CAD设计工具,如Catia、ProE、Solidwork、UG、SolidEdge等。在进行有限元分析时,可以把CAD直接导入ANSYS进行分析。在对几何模型划分网格时,需要考虑采用哪种单元类型来进行模拟。对于几何模型的厚度与短边长度的比值小于0.1时,对承弯构件需要采用壳单元。使用壳单元模拟薄的实体结构,可以降低模型的规模,而且满足精度要求。

06-03-24:FEKO在天线罩设计中的应用

天线罩是航空器中广泛采用的天线保护装置,其引入会影响天线的方向图等电磁特性。由于天线罩仿真计算规模较大,因此通常软件难于解决。Feko完美结合了矩量法和高频近似方法,在处理这类问题时游刃有余。本文通过Feko对某型天线罩的分析展示了Feko在处理电大尺寸问题上的卓越能力。

06-04-07:ANSYS CFX对某前掠翼飞机的气动模拟

ANSYS CFX对某前掠翼飞机的气动模拟过程,进一步揭示CFX在复杂气动问题模拟方面的技术优势。本次模拟的结果都和试验进行了对比,不同的湍流模型、不同的网格尺度的对比结果,相信会对关心气动计算的研究者提供有益的帮助。

06-04-21:ANSYS流固耦合分析在航空中的应用

航空发动机的作用至关重要,其性能的好坏直接影响着飞机的飞行性能、可靠性及经济性,因此,它被喻为飞机的“心脏”。由于航空发动机要在高温、高压、高转速和高负荷的环境中长期反复地工作,而且还要求具有重量轻、体积小、推力大、使用安全可靠及经济性好等特点,因此,必须要有很强的设计、加工及制造能力,是一种典型的技术密集型产品。发动机涡轮叶片目前主要是空心,采用低压冷空气对叶片进行强制冷却,从而增强了叶片的抗高温能力,以达到提高涡轮前温度的目的。因此叶片的分析非常复杂,需要考虑多种因素的影响。

06-05-12:ANSYS WORKBENCH系统级航空CAE解决方案(一)

随着CAE技术在航空工业应用领域中的广度和深度的不断发展,它在提高产品设计质量、缩短周期、节约成本方面发挥了越来越重要的作用。目前,CAE分析的对象已由单一的零部件分析拓展到系统级的装配体如飞机整机的仿真。同时,其分析的领域已不再仅仅局限于结构力学,现已涉及到流体力学、热力学、电磁学、多场耦合等更加丰富的物理空间。ANSYS Workbench Environment(AWE)作为新一代多物理场协同CAE仿真环境,其独特的产品架构和众多支撑性产品模块为航空产品整机、多场耦合分析提供了非常优秀的系统级解决方案。

06-05-26:ANSYS WORKBENCH系统级航空CAE解决方案(二)

随着CAE技术在航空工业应用领域中的广度和深度的不断发展,它在提高产品设计质量、缩短周期、节约成本方面发挥了越来越重要的作用。目前,CAE分析的对象已由单一的零部件分析拓展到系统级的装配体如飞机整机的仿真。同时,其分析的领域已不再仅仅局限于结构力学,现已涉及到流体力学、热力学、电磁学、多场耦合等更加丰富的物理空间。ANSYS Workbench Environment(AWE)作为新一代多物理场协同CAE仿真环境,其独特的产品架构和众多支撑性产品模块为航空产品整机、多场耦合分析提供了非常优秀的系统级解决方案。

06-06-09:ANSYS先进接触分析技术

接触分析已经成为现代CAE分析的一个重要组成部分,只要存在两个以上的物体相互作用就需要用到接触分析,接触现象在现代工业制造领域中随处可见:密封、金属成型、跌落试验、齿轮、零件装配等等。模拟两个物体之间接触关系的能力对于一个CAE分析软件来说是非常关键的,事实上,接触分析能力已经成为判断软件非线性能力优劣的一个最重要指标,考察非线性软件接触分析能力的三个公认的重要指标是:接触分析的性能和鲁棒性、接触对的定义及其属性管理的方便易用性、以及有效的纠错工具。

06-06-23:ANSYS CFX流固耦合模拟在航空中的应用

计算流体力学(CFD)已经发展成为分析工业设备外部和内部流动的可靠工具,其所面临的新挑战是对于涉及不同物理现象的多物理场的模拟。一个重要的例子是流动与周围固体结构的干扰。干扰可以是流体作用力与固体变形的力学耦合,也可以是流固界面之间温度和热通量的热耦合。一个典型的例子是机翼或叶片颤振力学耦合系统的数值模拟。

06-07-14:结构疲劳分析技术新进展

众所周知,疲劳累积损伤是导致航空产品结构失效的主要原因之一,而结构失效往往给航空器带来灾难性后果,因而在现代航空产品设计中通常要求进行较为准确的结构疲劳寿命预测。由于疲劳的形式和影响结构疲劳的因素都非常繁多,因而并没有一套放之四海而皆准的疲劳寿命预测算法,多数算法都只能在某些特定情况下才能获得满足工程精度要求的预测结果。现代疲劳分析软件通常需要在通用疲劳算法的丰富性和先进性(核心)、有限元应力应变计算的准确性和精确性(基础)、以及针对特殊疲劳问题进行处理的方法多样性和完整性(全面)等方面进行持续不断的改进方能较好地满足工程设计的要求。

06-07-28:ANSYS CFX转捩模型在航空设计中的应用

在航空航天领域,转捩将影响边界层分离型式,因而进一步将影响翼型和钝体的气动性能。对于高超音速飞行器,转捩对热防护系统和可行飞行轨迹设计有重要影响。宇航飞行器的气动性能、重量和成本可在设计阶段通过考虑流动转捩来进行优化。

06-08-11:ANSYS DX VT飞机设计的优化大师

在航空工业中,减轻设计重量和缩短设计周期是两个非常突出的问题,传统的飞机设计思路已经无法满足这种需求,这就需要将先进的计算机优化方法集成到全部部件的设计过程中。大多数计算机辅助工程(CAE)软件都提供优化设计功能以满足这样的需求。程序自动根据分析结果和设计要求、在特定的优化算法的帮助下自动修正设计,经过多次循环而获得优化的设计结果。这种技术称为实验设计技术。ANSYS软件除了提供基于试验设计技术的优化技术DesignXplorer(DX)外,还提供变分技术优化方法DesignXplorer VT。这种技术深入到CAE程序内核,只需一次求解就可以得到整个设计空间的响应结果,并且快速获得最优设计。不论设计自变量有多少,这样一次求解时间都是普通有限元求解的3~5倍。ANSYS DX VT凭借这一突破性的优化变分技术,获得了波音、空客等众多飞机公司的青睐,被称为是飞机设计舞台上的优化大师。

06-08-25:ANSYS在国外航空工业的应用

世界航空工业有着广阔的发展前景和巨大的商业市场,每年有着超过2500亿美元的机会。空前的商机和竞争,促使世界各航空生产和研发机构致力于改善飞机性能、降低燃油消耗、减小噪音和污染排放。考虑到技术和商业的需求,飞机设计工程师们必须面对更多挑战,例如,因为空间布置的限制,零部件将更加复杂且需要使用更多新型材料。零部件将必须承受振动、过载和热冲击等载荷。飞机的结构可靠性标准和安全性要求也许是所有工业中最严格的。

06-09-08:ANSYS中的转子动力学计算

转子动力学是固体力学的一个重要分支,它主要研究旋转机械的“转子-支承”系统在旋转状态下的振动、平衡和稳定性问题,其主要研究内容有几个方面:临界转速、动力响应、稳定性、动平衡技术和支承设计。在旋转机械研究设计中,转子动力学的性能分析是极其重要的一个方面。

06-09-22:基于笛卡儿网格的六自由度运动模拟(一)

为了验证该六自由度模拟软件包的计算能力,对美国海军GBU-31联合直接攻击武器JDAM)从F/A-18C上分离的过程进行了数值模拟。

06-10-13:基于笛卡儿网格的六自由度运动模拟(二)

为了验证该六自由度模拟软件包的计算能力,对美国海军GBU-31联合直接攻击武器JDAM)从F/A-18C上分离的过程进行了数值模拟。

06-10-27:ANSYS11.0新功能(一)

06-11-10:ANSYS11.0新功能(二)

ANSYS新版本在CAE功能上引领现代产品研发科技,涉及的内容包括:高级分析、网格划分、优化、多物理场和多体动力学。

06-11-24:为自由而战(一)

06-12-08:为自由而战(二)

进入21世纪之前,CAE的工作者一直很辛苦。只要能模拟真实世界,辛苦的工作、漫长的等待和昂贵的开销都在所不惜。但是,面对有限发展的CAE技术和计算机资源,人们并不能如愿。为复杂产品建模时,分析师不得不在假设与近似之间徘徊。模拟真实世界,愿望多于现实。