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恭贺C919全球首单!走近大飞机FENSAP-ICE结冰仿真

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导读:3月1日,中国东方航空集团有限公司与中国商用飞机有限责任公司正式签署C919大型客机购机合同,这是C919在全球的首个正式购机合同,将会给带给我们国产大飞机的“全新体验”!
网友纷纷为中国大飞机点赞!


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据悉,C919已获815架订单,正朝着取证交付的目标向前推进。投入市场,对于新飞机型号而言是真正被赋予“生命”,对于航空公司、飞机制造商来说也都是一项巨大的挑战。自2017年C919首飞成功以来,民航管理方、制造方、运营方深度协同、密切合作,为C919适航取证乃至交付运营提供了可靠保障和助推力。

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一、C919大型客机自然结冰飞行测试
2021年,中国商飞C919大型客机将正式投入市场运营,现在正在抓紧时间进行最后阶段的试飞。


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2021年1月29日,加拿大安大略省国际测试飞行员学校便通过官网发布消息:加拿大安大略省国际测试飞行员学校赢得竞标,以支持中国商飞C919大型客机自然结冰飞行测试。所谓自然结冰,就是飞机在空中飞行时因自然天气条件影响,在机身和机翼上出现结冰的情况。冰块的出现对飞行安全有着致命的威胁。




二、飞机结冰带来的危害有哪些
机翼和尾翼结冰,可使飞机的升力下降,阻力增加,续航性能变差,并可引起飞机抖动,使飞机操纵变得困难。研究表明,即使冰或雪或霜造成轻微污染也能损害翼面,相当于中粒砂纸的冰粗糙度有时也可导致操纵品质降低到危险程度;结冰还会使平飞最小速度增加,使平飞最大速度减小,即飞机平飞速度的范围减小。


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当飞机处于空气湿度较大的区域如雾、云或降水中,如果外部温度低于0 ℃,则会在发动机进气口上出现积冰。这样就会使进气量减少,进气气流发生畸变,造成飞机动力损失,甚至发动机停车。
另外,对长途飞行的喷气式飞机来说,燃油积冰也是一个重要问题。飞机的空速管、天线等仪表、设备部件通常裸露在飞机的外表面,较容易结冰。空速管结冰后,会导致速度表显示错误,影响飞行员对飞机状态的判断;而天线结冰,会影响通讯,甚至造成通讯中断。另外,飞机风挡上一旦结冰,会影响到飞行员的视野,干扰飞行的正常飞行,乃至飞机的正常起降。


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三、认识FENSAP-ICE结冰仿真软件
飞行中结冰是飞机设计中安全性尤为重要的一环,然而,这是一种极其复杂的物理现象,即便采用昂贵的物理试验方法,要模拟结冰过程也极为困难。由于业界对高海拔冰晶和过冷大水滴方面特定危险的日益关注,以及这方面法规的改变,新飞机及技术的设计流程和上市时间所面临的压力也有所增加。
FENSAP-ICE能兼容各类基于CAD的网格生成常用工具,以便重复使用已生成的网格进行空气动力学研究。它适用于普通飞机、旋翼飞机、无人驾驶飞机、喷气式发动机、发动机吊舱、探头、探测器和安装在飞机上的其他系统,没有显著的几何限制。其内部包含OptiGrid,是一种各向异性网格优化工具,可以轻松获取高质量的网格和用户独立结果。


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FENSAP-ICE的优点:


  • 易于使用:图形化界面将各模块紧密得连接在一起;

  • 集成性:所有模块组成一个完整的飞行结冰仿真系统;

  • 通用性:能处理结构化、非结构化或六面体/四面体/棱锥/棱柱混合网格;

  • 减少工作量:所有模块中均使用相同网格,网格之间数据自动交换,不添加修改的基础上使网格在变形 冰面上移动;

  • 精确性:OptiGrid能够自动生成高质量网格以及用户所需的CFD结果;

  • 并行工程:能够兼容不同的CFD(空气动力学)代码。通过航天设计将CFD数据(网格、求解方案)集成在一 起;用于结冰分析的后续成本较低;同时对优空气动力学和防冰方面进行优化。

  • 通过应用广泛的可视化包对所有模块都有通用的图形化输出。


三、FENSAP-ICE结冰仿真入门
为了能更好的帮助大家入门,我这里隆重向大家推出《FENSAP-ICE中文培训视频课程》这门课程,该课程主要是软件基础操作和工程实操使用技巧。其实,在实际工作中,对软件的使用都是局限于很小的一部分,这部分弄通弄懂之后,后边更多的是重复操作。
是不要小看这一部分操作技巧,有没有做过实际工程项目的,简单几句聊天就能看出来,因为企业工程师绝不会像网络上的案例一样一步一步的设置软件,都会使用一些简单的小技巧节约时间简化流程。
我的课程安排:(点击下图即可试看)

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本课适合那些人学习:

  • 学习型仿真工程师
  • 理工学院校学生和教师
  • 有限元分析的兴趣爱好者和应用者

对学员的帮助是什么:

  • 掌握结冰仿真技能
  • 充分把握fluent与FENSAP-ICE联合仿真技术要点
  • 自主划分FENSAP-ICE所需网格

  • 提供90天答疑专栏服务,可以公开或私下向我提问,讲师会详细解答。并赠送课程有关的学习资料和模型练习。

课程中相关图片


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四、FENSAP-ICE结冰仿真容易上手吗?
FENSAP-ICE这个软件个人认为设计的非常有逻辑性,计算结冰无非是流场计算,水滴场计算和积冰计算,后续又衍生出了防冰模块和冰脱落相关模块等。正式启用FENSAP-ICE进行添加求解器的设置时就会发现FENSAP-ICE求解器都是按照一定顺序排列好的,用户只需要按照顺序逐一完成相应模块的计算即可。
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添加至面板后更加清晰明确
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界面清晰易懂,求解器逻辑性非常强


下面看一下FENSAP-ICE流场部分设置流程

1、首先打开FENSAP-ICE主界面,主界面会提示建立新的project,具体内容就是设置计算文件保存路径,为计算文件命名,这部分就不细说了。路径选好后自动进入下图。

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2、点击上图标黄处按钮添加新的求解器,对于结冰计算需要添加三个求解器,点击后求解器列表如下。

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3、我们选中第一个流场求解器后点击OK,结冰计算之前要先对流场和水滴场进行计算求解。点击OK后进入流场求解器设置界面,当然FENSAP-ICE对网格质量要求比较高,后续甚至可以用fluent计算得到的流场结果替换掉FENSAP-ICE流场计算这步,这样得到的结果更加准确,对网格质量的要求也适当放宽了不少,这部分内容在视频课程中有详细介绍。

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4、双击上图中标黄按钮会弹出网格选择目录,找到对应网格位置选中网格文件,FENSAP-ICE支持六面体网格、四面体网格等,FENSAP-ICE网格的准备工作在课程视频中有详细介绍,这里不多赘述。


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5、选中网格文件后弹出框中的log里面会显示网格文件信息,点击View可以查看网格,点击Finish完成网格导入。

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6、双击齿轮状按钮可以进入流场设置模块。

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7、这里可以选择拟采用的模型、设置结冰条件、边界条件、求解器设置和文件输出方式等。


8、点击上图中右下角的Run可以进入求解设置,这里不是对求解器进行设置,而是设置一下用于计算的CPU核心数。点击右下角Start按钮可以正式进入流场计算。

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9、上图是计算界面,由于是讲解流程所以只设置了一个迭代步,可以看到软件提示正常结束。

至此就是FENSAP-ICE流场部分设置简要流程,更多飞机结冰仿真技能请关注我的《FENSAP-ICE中文培训视频课程》进行打卡学习吧!(点击文尾阅读原文体验)

作者:laplacianFoam,仿真秀专栏作者

声明:原创文章,本文首发仿真秀App,部分图片文字源自网络,如有不当请联系我们,欢迎分享,禁止私自转载,转载请联系我们。

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首次发布时间:2021-03-23
最近编辑:3年前
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