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运用ANSYS技术缩短飞机系统设计时间

2015/12/31    来源:ANSYS    作者:Carsten Mehring      
关键字:ANSYS  系统设计  有限元  
本文介绍了Parker Aerospace公司运用ANSYS技术缩短飞机系统设计时间,并降低成本和风险。

    飞机在变得更加高效、可靠、安全的同时,也变得更加复杂。一体化系统设计、架构设计和系统控制目前已成为所有飞机开发新项目的核心。复杂的系统建模要求设计人员准确了解子系统和部件性能。虽然工程师们可以通过实验来获得部件性能的预测值,但工作包线的范围越来越大,使得测试方案的成本高得令人望而却步。随着企业不断扩大每个飞机部件的使用极限,工作包线范围也会不断增大——体现为入口压力、流速、高度等工作条件范围的持续扩大。

 为了对系统内各部件的设计进行分析和评估,并支持部件测试方案,Parker Aerospace公司的中心工程部运用ANSYS CFX for CFD和ANSYS Icepak来开展散热封装分析。这可帮助公司缩短开发时间,并降低开发成本和风险。

 Parker Aerospace公司是飞行控制、液压、燃油、流体传输、散热管理和发动机系统及部件领域的全球领先企业,产品被广泛应用于全球目前正在生产的几乎所有商用和军用飞机以及航空发动机中。在商用运输机、军用固定翼飞机、通用航空和专用飞机、直升机、导弹和无人飞行器以及其他高科技应用中均可以找到Parker Aerospace公司的产品。

 Parker Aerospace公司的中心工程部为公司提供多个工程学科的广泛专业知识。机械设计团队负责通过低成本和最省时的方式对航空系统和部件进行高质量分析,例如通过ANSYS工具进行CFD和散热封装分析,从而提供最优的专业分析结果。

飞机/发动机加油

 Parker Aerospace公司的加油连接器用于在加油期间起到连接作用,看起来就像喷气飞行包或钢铁侠战衣的一部分,但事实上它的作用是控制一种最新式飞机(尚处于开发中)的加油过程。该连接器包含两根独立的加油管路,二者合并到一个由活塞控制的主端口中。这种连接器在满足飞机安全性以及加油和放油时间要求方面至关重要。

图1 加油连接器的CAD模型

图1 加油连接器的CAD模型

    采用包含大约1,200万个单元的网格对多种稳态构造(包括活塞设置)进行建模后,工程师们利用CFX来预测系统内壁的压力分布情况,优化压力监测点的位置。系统利用这些点来控制主供油管路中活塞的关闭和开启过程。实验测得的系统总压降与CFD结果相符(测试数据的精确性偏差在允许范围之内)。Parker Aerospace公司的CFD分析人员还部署了流体结构交互作用(FSI)功能,以使加油连接器的动态行为符合客户的具体要求。

图2 主活塞静压的流线和等值线

图2 主活塞静压的流线和等值线

图3 两个横截面中的静压等值线

图3 两个横截面中的静压等值线

责任编辑:吴星星
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