ANSYS FENSAP-ICE

Icing Simulation

飞行中结冰是飞机设计中安全性尤为重要的一环,然而,这是一种极其复杂的物理现象,即便采用昂贵的物理试验方法,要模拟结冰过程也极为困难。近期监管部门和行业关注点均转向高空冰晶和过冷的大水滴过冷水滴 (SLD) 表现出的危险性,使得新型飞机和新技术的设计流程及上市时间面临更大挑战。

商用飞机在高空飞行时,只有极少数情况下才会遇到结冰云层等恶劣天气现象,一般而言,此类天气现象可以避开。但在飞机起飞和降落过程中,难免需要在恶劣飞行条件下穿过大气层,甚至可能遭遇最不利的情形:在大迎角低速飞行情况下,此时即便出现少量结冰,也将给精心优化过的机翼空气动力学性能和操纵面带来重大打击。因此商用飞机均配备防冰系统,且该系统必须取得在已知结冰条件下安全飞行的认证。

FENSAP-ICE 采用先进的设计和辅助认证三维仿真软件,以经济高效的方式提供增强的空气动力学系统及飞行中防冰解决方案,解决飞行中结冰的五个主要方面问题:

  1. 气流
  2. 水滴和冰晶撞击
  3. 积冰
  4. 空气动力学退化
  5. 防冰和除冰热负荷

FENSAP-ICE 能兼容各类基于 CAD 的网格生成常用工具,以便重复使用已生成的网格进行空气动力学研究。它适用于普通飞机、旋翼飞机、无人驾驶飞机、喷气式发动机、发动机吊舱、探头、探测器和安装在飞机上的其他系统,没有显著的几何限制。其内部包含 OptiGrid,是一种各向异性网格优化工具,可以轻松获取高质量的网格和用户独立结果。

Capabilities

积冰

计算飞机表面部件上透明冰、霜冰和混合冰的形状和粗糙度分布情况,这些部件包括机翼、大气数据探头等。

Ice Accretion
空气动力学性能障碍分析

评估积冰对飞机表面造成的不利影响,升阻比降低、网罩和发动机通道的堵塞增加等。

Aerodynamic Performance Penalty Analysis
冰晶和过冷的大水滴

FENSAP-ICE 可以模拟过冷的大水滴的形成,还可模拟符合附录 O 和附录 D 中结冰认证要求的不规则形状冰晶的形成。

Ice Crystal and Supercooled Large Droplets
涡轮结冰

FENSAP-ICE 能预测出涡扇发动机压气机气道吸入水滴和冰晶而导致的结冰。

Turbomachinery Icing
防冰系统分析

评估排气性能和电热除冰系统,确保飞行中结冰的不利条件下的除冰效果。

Ice Protection System Analysis
使用 OptiGrid 优化网格

OptiGrid 采用非结构混合网格形式提供各向异性网格优化的解决方案,以便用最低的计算成本实现高精度的 CFD 仿真。/p> Mesh Optimization with OptiGrid