2024航空航天设计仿真先进技术报告会9月11日开讲

2月前浏览3739

导读：据《南华早报》报道，中国科学家近日找到一种不仅可以解决超音速飞行的音爆问题，还可以把飞机的空气动力学效率提高10%以上的方法。这项研究已发表在中国《空气动力学学报》上。

我们知道，固定翼飞机之所以能够产生升力，是因为机翼上表面弯曲，气流流过的距离比平坦的下表面长，伯努利效应导致上表面气流速度更快，气压更低，下表面则流速较慢，气压较高，从而产生净升力让飞机升起来。飞行越快，产生的升力也会越大，但当飞机接近或超过音速时，飞机前后方的一系列压力波，会因为无法相互避让，而合并成以音速传播的冲击波，形成音锥，产生音爆。

一、设计仿真助力航空航天

西北工业大学的研究人员突发奇想，能不能在机翼上钻个洞来调整气流，阻止机翼后缘形成冲击波呢？经过计算机模拟和风洞试验，他们发现这种方式不但可以扰乱冲击波，减轻机翼的振动，还可以让气动效率提升10%以上，可以说是一举三得。尽管升力可能会损失一些，但整体阻力减少仍然会导致更高的升阻比。

后来，研究人员又给孔洞加上盖子，以及在洞中安装气泵，让飞机在超音速时才打开孔洞，吸入机翼下方空气从上方喷出的设计，并且可以根据速度和气压调整喷流，从而更好地消除音爆。这项研究目前只是进行了风洞试验，还没有应用到飞机设计中，但这一简单的解决方案如果被证明切实可行，有可能会改变1903年莱特兄弟发明飞机以来的飞机基本设计原理，成为航空领域的又一个重大突破。

很显然，研究人员或工程师可以在虚拟环境中对航空航天器进行详细的模拟和测试，而无需制造实际原型。这大大缩短了设计周期，降低了成本，并提高了设计的准确性。通过仿真，研究人员或工程师可以预测和评估不同设计方案在不同条件下的性能表现，从而选择最优方案进行后续开发。

在长征系列火箭的研发过程中，设计仿真技术发挥了重要作用。通过仿真分析火箭的飞行轨迹、姿态控制等参数，工程师可以优化火箭的设计方案，提高其发射成功率和可靠性。例如，在长征五号遥二火箭发射失利后，通过仿真分析故障原因并采取相应的改进措施，最终实现了成功发射。此外，北斗导航系统通过仿真模拟卫星在轨运行的各种工况和故障模式，工程师可以评估其性能和可靠性，并制定相应的优化措施。这有助于确保北斗导航系统的稳定运行和高精度定位能力。

总之，设计仿真技术的不断进步为航空航天科研提供了强大的技术支持。随着计算机技术的快速发展和仿真算法的不断优化，设计仿真技术的精度和效率不断提高。这推动了航空航天领域的技术创新与发展，为新型飞行器的研发提供了可能。

二、2024航空航天设计仿真先进技术交流月

航空航天领域是一个高风险行业，任何细微的设计缺陷都可能导致严重的后果。设计仿真技术可以在研发早期发现并解决潜在的问题，从而降低研发风险。通过仿真模拟飞行器的各种工况和故障模式，工程师可以评估其安全性和可靠性，并制定相应的应对措施。

设计仿真技术还可以模拟飞行器的气动性能、结构强度、热防护等多个方面的性能参数。工程师可以根据仿真结果对设计进行迭代优化，以提高飞行器的整体性能。例如，通过仿真分析飞行器的气动布局，可以优化其升阻比，提高飞行效率；通过仿真评估飞行器的结构强度，可以确保其在极端条件下的安全性和可靠性。

9月11日-10月31日，由仿真秀主办的2024航空航天设计仿真技术交流月将围绕“航发燃烧室仿真、飞行器流固耦合仿真、航空产品的热学设计与仿真、无人机结构强度疲劳分析、反射器结构优化、航空橡胶轮胎疲劳失效的热力耦合分析、航空部件的塑性加工分析、载人航天热分析和航空复合材料强度分析等主题组织九场线上讲座。旨在帮助学习者掌握设计仿真关键技术和解决企业（科研机构）产品研发中遇到技术难点和痛点。