氣動彈性分析軟件的分類以及它們之間差別

2017-02-21 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

氣動彈性力學(xué)一直是航空航天工業(yè)領(lǐng)域關(guān)心的核心技術(shù)難題,他們一直在尋找解決氣動彈性問題的有效方法,所幸的是,隨著隨著計算方法的進(jìn)步,有一些商用軟件業(yè)可以解決一些氣動彈性問題,但由于基礎(chǔ)技術(shù)和方法不同,每一類方法有著自己的適用范圍,需要我們在選用的時候加以區(qū)別,選擇合適的工具解決各自面臨的氣動彈性問題。

我們常見的氣動彈性軟件基本可以分為兩類,第一類是基于有限元方法,通過簡化的歐拉場與結(jié)構(gòu)有限元耦合進(jìn)行氣動彈性模擬,第二種方法是對等的耦合結(jié)構(gòu)和流體模型,實現(xiàn)松耦合下的氣動彈性分析。

第一類軟件以NASTRAN為代表,并且這種方法在工程單位已經(jīng)成功應(yīng)用了近二十年,其優(yōu)點和缺點都非常明了,我們概括如下:

1) 由于流體采用基于機(jī)翼的簡化模型,建模簡單,通常由精通有限元分析的工程師獨立完成,易于在工程設(shè)計單位推廣使用;

2)計算結(jié)果可靠;

3)計算規(guī)模較小,是比較理想的氣動彈性設(shè)計軟件。

根據(jù)其原理,也存在以下缺點:由于采用簡化的氣動模型,忽略了彎度等因素對氣動力的影響,進(jìn)而影響氣動彈性的分析結(jié)果。

第二類軟件是以MpCCI為代表,它通過順序地求解流體和結(jié)構(gòu)兩場,實現(xiàn)氣動彈性分析。這種方法的特點是:

1)氣動和結(jié)構(gòu)模型分別建立,模型的精度可以人為控制,計算精度高;

2)建模過程復(fù)雜,通常需要流體和固體工程師合作完成;

3)計算量大。

根據(jù)以上情況,我們認(rèn)為第一類軟件(NASTRN)適合于快速設(shè)計計算,第二類軟件(MpCCI)適合于驗證計算,其實在進(jìn)行氣動彈性設(shè)計時,我們可以將兩類軟件結(jié)合起來,取長補(bǔ)短。如采用第一類軟件找到顫振點,利用第二類軟件進(jìn)行確認(rèn)性驗證計算,計算出準(zhǔn)確的顫振特性。

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