ANSYS飞机仿真方案 - 图文

系数、阻力系数和俯仰力矩系数等。这主要归结为ANSYS CFX具有先进的预测分离流的SST湍流模型、自动壁面函数处理及其优异的全隐式耦合求解器。 利用ANSYS CFD可以进行机翼的跨音速气动模拟，能够精确捕捉激波，并且计算结果与试验结果符合得很好。参见直机翼的密度等值图和压力系数计算与试验的对比结果图。

图6-2-1机翼气动分析密度分布结果图6-2-2 气动计算机翼压力系数与试验比较 ANSYS CFX对多段翼的模拟。计算的攻角为4度。下面给出不同截面的结果，并与试验结果进行了对比。从其与试验的对比说明ANSYS CFX完全适合多段翼各种工况下的模拟。

图6-2-3压力分布云图图6-2-4速度矢量图

图6-2-5结果的流线显示图6-2-6总压分布结果

图6-2-7缝翼压力系数分布与试验的对比图6-2-8 主翼压力系数分布与试验的对比

图6-2-9副翼上压力系数分布与试验的对比

2.2．进气道的气动分析

发 动机要求进气道要以高的效率向其提供足够的空气。目前，对战斗机机动性的要求越来越高，出现了进气道系统与发动机的相容性问题，需要对进气道与机体进行综 合设计。对进气道设计的要求是提高出口总压恢复系数，减少出口流场畸变，减小阻力。气流在进气道内的压缩、膨胀、反射等的过程中，出现激波反射、流动分离 等复杂现象，这种现象的模拟需要具有自适应网格求解功能及其准确湍流模型。从下面的应用实例可以看出，应用ANSYS CFX自适应网格及其准确湍流模型后，激波的位置和形状能被很好地捕捉。另外从喷管喷流例子中可以看出ANSYS CFX对喷流激波马氏盘的准确模拟。

图6-2-10喷管出口马赫数为1，喷流的激波马氏盘

图6-2-11进气道内外流自适应网格求解马赫数结果，可以看到采用自适应网格求解得到局部准确的结果

2.3．飞机总体的气动分析

航 空飞行器包括常见的军用歼击机、轰炸机、侦察机、运输机、直升机，以及民用的旅客机、货机等。各种飞机有各自不同的要求。例如军用战斗机强调高度机动性， 满足大迎角状态下的气动特性。而民航客机强调的是安全性和经济性。归结为一点，在研制过程中都追求用更多的气动分析来代替试验，降低研制成本，缩短研制周 期。

为了满足这样一个共同的目标就需要准确可靠的气动分析程序。在飞机研制中的常见气动分析，例如大迎角分离流 动，亚、跨、超音速全机气动力计算，多段翼地气动计算，翼身－挂架－外挂的跨音速小扰动计算，翼身组合体跨音速全速势方程计算，进排气系统的内流计算等 等，都可以利用ANSYS CFD进行准确的模拟。

图6-2-12某型战斗机的计算网格图6-2-13 某型战斗机的流场计算结果

图6-2-14战斗机周围压力分布图6-2-15战斗机表面压力分布

图6-2-16为经DaimlerChrysler Aerospace AG授权的F-22跨音速战斗机气动模拟结果，该模型共有260万单元。

图6-2-16 F-22跨音速战斗机气动模拟

通 常的CFD软件将升力计算准确一般没有问题，但将阻力计算准却往往很难。经AIAA阻力研讨会证明ANSYS CFX可以进行包括阻力在内的准确气动力预测。2003年由AIAA发起第二届AIAA阻力预测研讨会，目的是评定当前主流的CFD