2024航空裝備數(shù)智試驗暨產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會于3月28日在綿陽召開。大會以“數(shù)智新動力 融創(chuàng)新場景”為主題，專注整機數(shù)智試驗、前沿測試技術(shù)、虛擬仿真與人工智能等熱點話題。積鼎科技受邀于仿真分會場做分享報告，綜合介紹了“國產(chǎn)仿真軟件Virtualflow在航空航天領域的解決方案”，包括霧化燃燒、吸雨吸雹、流固熱耦合等。

1、霧化燃燒解決方案

通過流體仿真技術(shù)，可以幫助工程師預測和解決航空發(fā)動機霧化燃燒過程中可能出現(xiàn)的問題，提高發(fā)動機的可靠性和耐久性；了解燃燒室內(nèi)的流體動力學特性，改進燃燒室設計，提升發(fā)動機的燃燒性能。解決方案包括壓氣機工作過程仿真、直射式霧化仿真、離心式霧化仿真等。

該解決方案具備高精度兩相流模型，采取Level-Set界面捕捉方法，可用于噴嘴內(nèi)流場、初次霧化的仿真；具備豐富的工程霧化模型，包括基于拉格朗日追蹤法的顆粒包模型、針對直射式霧化和離心式霧化的解決方案。這些模型已與行業(yè)重點用戶進行適配，試驗結(jié)果可滿足用戶的預期需求。

2、吸雨吸雹解決方案

通過流體仿真技術(shù)能夠模擬發(fā)動機在惡劣天氣下的工作情況，預測吸水吸雹對性能的影響，設計出更能抵抗極端氣候的發(fā)動機結(jié)構(gòu)，確保發(fā)動機在惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定運行。解決方案包括雨滴與冰雹的數(shù)量與運動軌跡、粒子傳熱傳質(zhì)、雨滴與冰雹影響下壓氣機性能評估等。

在流體端，軟件運用有限體積法進行流體的仿真計算。在顆粒端，則采用離散元法（DEM）來模擬顆粒的運動和傳熱過程。對于顆粒與流體之間的復雜相互作用，軟件采用并行與異構(gòu)計算技術(shù)，確保計算的高效性與準確性。

3、流固熱耦合解決方案

在渦輪、燃燒室內(nèi)部、葉片內(nèi)都存在共軛傳熱的現(xiàn)象，流體仿真能夠模擬流體與固體間的熱量傳遞過程，獲取固體內(nèi)部及表面的溫度分布，從而優(yōu)化部件的換熱效率，確保設計滿足高溫或低溫環(huán)境下的性能要求。解決方案包括渦輪性能優(yōu)化、燃燒室熱管理、機翼防除冰等。

解決方案結(jié)合采用了笛卡爾網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)化多面體網(wǎng)格技術(shù)。通過浸沒邊界法，可對流固界面的移動邊界問題進行求解；在流固熱耦合模塊的基礎上集成了RPI壁面沸騰模型，支持相變問題的求解。此外，也提供非結(jié)構(gòu)化多面體網(wǎng)格解決方案，采用貼體網(wǎng)格技術(shù)，實現(xiàn)對流固熱耦合問題的求解。

積鼎科技成立于2008年，是國產(chǎn)自主流體仿真軟件研發(fā)及技術(shù)服務的高新技術(shù)企業(yè)。公司具有10余年CFD仿真技術(shù)開發(fā)應用經(jīng)驗，核心產(chǎn)品與技術(shù)已成功為中國航空發(fā)動機研究院、中國航發(fā)沈陽發(fā)動機研究所、上海空間推進研究所、西安航天動力研究所等航空航天客戶提供專業(yè)的流體仿真解決方案。

審核編輯 黃宇