航空行业CAE解决方案概览

航空飞行器种类众多，但从组成来看，大的方向，可以分为包括飞机总体设计、飞行控制系统、动力系统、液压系统、导航系统、仪表系统、通信系统、安防系统、空调系统、水系统、武器系统等，这些系统在设计、制造和研发过程中应用的学科，几乎涉及了所有重要专业领域，涉及到结构力学、流体力学、传热学、材料、微机电系统等。

航空产品设计中的CAE应用方向

飞行器

结构

• 整机、局部强度分析、刚度分析、结构优化
• 飞行器模态分析、动态载荷响应分析
• 飞行器整机冲击分析，如鸟撞分析、机头撞击异物分析、降落冲击分析、爆炸波冲击等
• 复合材料失效分析
• 飞行器热分析，包括气动热对飞机及机舱的影响、复合材料传热、飞行器各部件的传热问题等
• 疲劳寿命分析

流体

• 全机气动特性
• 翼型/机翼设计
• 机身一体化设计
• 外挂物分离模拟
• 座舱弹射装置
• 油箱晃动分析
• 自动除冰系统分析
• 气动弹性分析
• 噪声分析

电磁

• 雷达RCS隐身特性
• 天线布局
• 电磁兼容、电磁干扰分析

流固耦合

• 机翼气动弹性评估
• 飞行器座椅弹射气动/结构分析
• 飞机燃油管道流固耦合振动分析
• 液压泵的流固耦合分析
• 机翼复合材料气动结构轻量化耦合设计

发动机

结构

• 叶片、轮 盘等重要构件的刚度、强度分析、结构优化设计
• 叶片鸟撞、抗异物损伤分析
• 转子系统动力特性和不平衡响应计算
• 涡轮 盘损伤容限设计
• 齿轮、轴承、传动轴、机匣、管路系统等辅机系统的结构强度、振动、疲劳计算

流体

• 进气道设计
• 压气机设计
• 除冰系统分析
• 燃烧与排放控制
• 短舱火灾模拟
• 涡轮热负荷分析
• 喷管设计
• 噪声分析

电磁

• 雷达RCS隐身特性

流固耦合

• 风扇和压气机叶片的气动-结构耦合分析
• 涡轮叶片、涡轮 盘、燃烧室以及喷管的气动-热-结构耦合分析

航空飞行器的研发需要解决大量的工程问题，应用现代先进的CAE仿真技术可以有效指导新产品的研发设计，节省产品的开发成本，缩短开发周期，从而大幅度提高企业的市场竞争力。

相关仿真软件模块

前后处理：DM/SCDM（几何建模/修复）、ICEMCFD（复杂网格建模）、ANSYS Meshing（智能网格建模）

结构仿真：Mechanical（结构动力学）、nCode（疲劳寿命）、ACP（复合材料前后处理）、LS-DYNA/STR（高速冲击碰撞）

流体仿真：CFX（外流计算）、Fluent（通用流体）、FENSAP-ICE（结冰计算）、Chemkin（化学反应机理）

耦合场：ANSYS FSI（流固耦合）、ANSYS Multiphysics（多物理场）、System Coupling（系统耦合）

电磁仿真：HFSS（高频电磁）、Maxwell（低频电磁）、Simplorer（系统仿真）、RMxprt（电机设计）

优化仿真：DX（参数快速优化）、OptisLang（稳健型/可靠性优化）、GENESIS（结构拓扑优化）、Fluent RBF（气动外形拓扑优化）

其它模块：Steps（人群疏散）

高性能并行计算：ANSYS HPC

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