推进技术与动力
发动机与机身的装配方式是一项高难度任务。发动机的放置要避免不利气动干扰现象,最好形成有利的气动干扰,并且要考虑鸟撞、叶片飞出和结冰等特殊情况,因此工艺方面决定了其最佳效率。
如果发动机以及挂架不能与机身的其他部分实现一体化设计时,气动干扰会增加飞机阻力。航空航天工程师们采用ANSYS CFD软件来实现参数化几何结构,优化设计部件之间的相互影响导致的阻力达到最小化,工程师可以采用ANSYS CFD领先的湍流模型和高精度激波捕获算法精确预测飞行器阻力来实现优化设计。此外,发动机的安装必须保证理想的发动机进气畸变,发动机不能大量吸入机翼尾迹流、反推力装置喷流以及某些部件导致的尾迹流。
发动机排出的热废气会影响到机身的表面,比如说安置的推力反向器。这种周期性的加热会引起热应力和热疲劳。ANSYS CFD软件可以用来预测热流量与换热,运用ANSYS CFD软件中的基于压力的算法,即使在着陆时候的低速情况,也可以得到快速而精准的结果。ANSYS Mechanical被用来预测加热元件中的热应力。
为了防止设备过热,必须适当的调控发动机内的流动与温度,因为其几何结构非常复杂。比较复杂的几何结构一般都会需要生成非结构化网格,ANSYS是首次为非结构化网格提供流动求解器公司之一,ANSYS提供了非常强大的复杂模型非结构化网格技术非常适合发动机舱流动换热计算分析。
飞机的推进系统必须与安全系统紧密的结合起来,特别是灭火系统。为了达到FAA的要求,在发动机中的不同点灭火剂必须达到并且维持到足够的浓度,来取代氧气并且灭火。ANSYS CFD软件中的瞬态模拟涉及到了非结构化网格的多相流模型,可以预测各种组分随时间的变化函数。
发动机为其他安全系统比如防冰系统等提供引气。ANSYS CFD软件可以使得加热外表面所需要的气体量达到最小化,可以使得燃料效率利用最大化。
辅助动力装置(APUs)当飞机在地面上的时候提供动力,APUs设计具有与众不同的挑战性。APUs通常安装在比较小的空间里,因此很难设计为压缩机工作提供合适压力恢复的高效入口。而要考虑防止结冰以及异物进入发动机,此项任务显得更有挑战性。
其他安全装置出现事故或故障时候必须可以继续工作,如发动机设计必须能吞下大型鸟类。发动机舱内必须设计能够包容叶片损伤,并使离心力不会让叶片飞到客舱中去。ANSYS中的显示动力学方案使得工程师们能够模拟叶片碎裂后的碎片以及它们对周围结构的影响。
ANSYS软件有着强大的网格生成能力,在空气动力学,结构力学,冲击动力学,电子学等方面,并且可以控制整个系统从而帮助工程师们去评估权衡以及优化整个系统。在各学科中深入的物理模型可以让设计者精确的预测相关现象和用综合的解决方案进行精确的工作。