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。由于业界对高海拔冰晶和过冷大水滴 (SLD) 方面特定危险的日益关注,以及这方面法规的改变,新飞机及技术的设计流程和上市时间所面临的压力也有所增加。

新增功能:准确预测覆冰脱落

增强型应力求解器能准确地求解因旋转和空气动力而产生的积冰开裂和脱落问题。这一新功能可用于风扇叶片、螺旋桨和直升机转子。对于旋转部件来说,覆冰脱落可能会导致燃烧器不平衡、下游损坏甚至污染。

飞机发动机风扇叶片上的积冰以及随后的开裂和脱落。

新增功能:CFX 对防冰的支持

CFX 现在可用于准确评估共轭传热 (CHT) 分析的防冰性能。

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。

Ansys 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。

功能

  • 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。

  • 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。

  • 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。

  • 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。

  • 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。

  • 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>