仿真软件在航空航天领域的运用

01、行业痛点

案例概述

纵观人类航空百年发展历程，航空技术因其对技术发展和生命安全的苛刻要求，和对其他行业的引领和带动作用，成为工业领域带有标志意义的“皇冠上的明珠”。航空行业专业人士告诉我们，在保证满足航空行业安全要求的前提下，影响下一代飞行器创新的两大优先事项是降低整个产品生命周期的经济成本，和碳足迹，从飞行器的设计，研发，生产，一直到飞行器的运营维护。相比于今天，未来的飞行器将会更智能化，电子化，和数字化，配置更安全更节能的系统和设备，使用更低碳节能。

02、十沣科技方案优势

通过模拟减低成本和加速创新

十沣科技将与中国新兴的航空航天研制企业一道，探寻数字化转型在航空航天领域的发展方向和转型范式。针对中国航空航天、国防等领域的尖端装备研发与设计需求，十沣科技可提供先进的计算力学软件、仿真平台定制开发、关键技术研发、设计方案优化等全方位的产品与技术服务。十沣科技的仿真技术和服务可以帮助航空器研发人员显著降低整个飞行器研发阶段所需的时间和经济成本，提高飞行器各个生命周期中的关键性能指标，让飞行器变得更安全，更持续，同时加快实现明天成功所需的技术创新。

03、运用案例

C919全机大攻角起降绕流数值模拟与分析

案例概述：

C919国产大飞机在设计初期，客户需要一种更精确，更高效的气动力仿真方法，用于分析C919在复杂的物理气动环境下的强湍流问题，并根据其研发要求，优化飞机的整体气动设计。

分析方法：

客户采用的方法是基于WENO的高精度耦合算法和约束大涡模拟方法(CLES)

十沣科技解决方案：

客户使用QFLUX的基于multi-block的嵌套 格算法，对机身、主翼、平尾、垂尾、翼身连接部、发动机吊舱、襟翼及其作动结构等部件独立剖分 格，然后在QFLUX软件中组装、合并，精确的模拟全机全附体状态;QFLUX的单相可压缩求解器，可实现WENO的高精度耦合算法，准确捕捉激波等物理间断现象;QFLUX的CLES湍流模型，精细模拟大攻角(起降攻角>10°)状态下分离流及其物理演化过程。

QFLUX帮助准确模拟了大型飞行器在复杂环境下的强湍流问题，极大的提升了客户研发精度和效率。

航空发动机复杂内流道气动仿真与分析

案例概述：

在国产发动机设计中，大型风扇、多级压气机、高压涡轮等部件的复杂高速内流问题，客户需要更精确、更高效、更安全的气动力仿真方法。

分析方法：

客户采用了时间谱方法，以及IDDES、 CLES等湍流模型。

十沣科技解决方案：

使用QFLUX的单相可压缩求解器，可实现高压压气机全流道仿真、多级转子/静子匹配问题、跨音速叶尖间隙流现象、风扇气动特性仿真与喷流噪声计算等多个物理现象的精细仿真。

QFLUX的仿真结果优于Numeca、CFX等商业软件，实现了叶片设计中的叶型和气动声学优化，极大的提升了客户研发精度和效率。