安全与生存能力

商用飞机制造商和军方关心安全性和生存性问题,这些问题必须在设计阶段处理。飞行器生存性能需要在多方面作出权衡,如空气动力学与隐身性方面、重量和灵活性方面,舒适性与防护方面等。例如,一些低雷达散射截面(RCSs)飞行器上有小面的表面会影响到飞行器外形和空气动力学性能。ANSYS中的HFSS软件可以完成RCS的分析。工程师们可以用矩量法和混合积分/体积方法以及自适应网格细化方法获得快速而又可靠的计算结果。

现代的军用飞机采用内埋式外挂来降低RCS。内部的携带物会影响到形状、结构和空气动力学方面。当舱门打开投放外挂时,可能会受到腔穴内部和周围的非定常流动的冲击。ANSYS CFD软件可以用来提高空气动力以及减小由此而产生的非稳定载荷。

有界中心差分格式基础上引入迎风格式使得数值方法更加稳定,这样可以获得没有虚假震荡的高精度解。ANSYS CFD和ANSYS Mechanical模块的耦合可以直接计算外挂对不稳定载荷的响应。Fowcs–Williams Hawkings方法可以预测远场气动噪声。

国防直升机也要优化设计其飞行性能。理想情况下,这些飞行器可以通过更好的旋翼技术的隐形飞行来避免被侦查到或者推迟被侦查到的时间。ANSYS CFD软件用结构化和非结构化的笛卡尔网格动态自适应技术将叶片涡之间的相互作用减到最小。当然也可以采用ANSYS CFD软件实现螺旋桨降噪设计。

在战场上,直升机推进系统优化可以使红外信号达到最小化,这样会让热跟踪导弹很难锁定。ANSYS CFD软件可以模拟飞行器周围的温度分布从而确定需要改进的部分。虚拟叶片模型(基于叶片元素理论)可以快速、简单地模拟直升机旋翼产生的下洗气流的时均效应。

如果飞行器受到撞击,防护装甲可以使损坏降低到最小。用显式动力学软件可以设计装甲以抵御弹道冲击。ANSYS CFD技术可以确定灭火剂分散系统,这种系统在装甲被打穿的时候启动。用ANSYS LS-DYNA可以进行碰撞模拟。

变速箱和其他的动力传动装置必须可靠耐用。ANSYS Mechanical发展监测飞行器的运行状况和提高可靠性的预测模型。

ANSYS软件具有降低和预估风险的功能以及优化的参数化功能。进行模拟测试使得工程师们可以对飞行器在特殊工况有更好的了解,并且也减少了大量的物理测试。采用ANSYS软数值模拟费用低而且比较准确,因此大大减少了产品生产研发与上市的时间,同时设计者们有机会设计更加高效、先进的飞行器。

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