杨仿君：飞行器气动与隐身多学科优化设计应用（9月7日）

导读：近日，一段视频在网络上引起了广泛关注，视频中显示在内蒙古哈素海航空飞行嘉年华的机场上，停放着一架神秘的战机，这架战机的外形十分科幻，与之前在珠海航展上亮相过的“白帝”空天战机极为相似。据媒体介绍，航展上的“白帝”战斗机模型与以往战斗机机型不同，它采用了二元矢量发动机，拥有钻石型的隐身主翼和外倾双垂尾。

2023年9月7日19时30分，仿真秀2023飞行器设计仿真技术交流月，将仿真秀优秀讲师杨仿君老师带来《飞行器气动与隐身多学科优化设计应用》线上讲座，欢迎各位专家、学者和老师莅临指导，本期讲座支持在仿真秀官网和APP反复回看，详情见后文。

一、“白帝”战斗机隐身设计

据媒体报道，“白帝”战斗机钻石型的隐身主翼设计可以减小雷达截面积，降低战斗机被雷达探测到的可能性，从而提高隐身性能。除此之外，钻石型的隐身主翼还能够减小机翼的压力分布，降低机身受力情况，提高战斗机的结构强度和寿命。

“白帝”战斗机的外倾双垂尾设计也有独特的作用，它不光能降低战斗机的侧面雷达截面积，进一步增强“白帝”战斗机的隐身性能。还可以提供更大的平尾面积，提高姿态控制的效率，使战斗机在空中更加灵活。

并且在飞行姿态变化时，“白帝”战斗机外倾双垂尾的设计可以将空气流动从机身两侧分离，减少侧滑、侧攻的可能性，从而提高战斗机的稳定性和飞行安全性。

二、多学科优化概述

战斗机在机型设计上需要满足了对未来战机的全向隐身和超高效的能力需求。多学科优化，旨在充分考虑飞行器设计中的各种因素和约束条件，以最大程度地提高飞行器的性能、效率和可靠性。通过多学科优化，我们可以

（1）提升性能：可以显著提高飞行器的性能，包括速度、载荷等。这对于商业航空、军事航空和太空探索等领域都具有巨大的意义，有助于实现更高效的任务执行；

（2）降低油耗：通过提高升阻比，可以减少燃料消耗、降低维护成本以及延长飞行器寿命，对航空公司、国防预算和环境都有积极影响。

针对一飞翼布局飞行器，以平面参数和翼型参数为设计变量，机翼面积为约束条件，升阻比和x波段RCS值为目标，对其进行多学科优化设计，基本流程如下：

三、气动与隐身多学科优化公开课

自2023年8月16日起，仿真秀2023飞行器设计仿真学习月正式启动。特邀飞行器行业科研工作者、资深工程师一起分享飞行器设计仿真分析应用技术和个人宝贵经验。内容涵盖：总体设计、 空气动力学、电磁光学、结构力学、流固耦合、复合材料 、试验与仿真、优化设计、气动噪声和飞行控制等多个方向的内容。

笔者受邀在2023飞行器设计仿真技术交流月第六期讲座分享《飞行器气动与隐身多学科优化设计应用》报告，以下是具体安排：

2023飞行器设计仿真（六）飞行器气动与隐身多学科优化设计应用-仿真秀直播

案例将完整地介绍飞行器参数化建模方法、基于敏度分析的参数降阶方法、气动Kriging代理模型构建过程、隐身Kriging代理模型构建过程、基于遗传算法的参数优化过程、优化前后的对比等。

2023飞行器设计仿真交流月期间，我们将邀请仿真秀优质内容创作者对飞行器设计相关课程限时特价促销，并在直播间赠送仿真秀课程通用优惠券（可叠加限时优惠）。我们还向广大的学习者提供仿真秀最全学习资料包，欢迎工程师和理工科学子领取，并联系官方客服，加入仿真秀航空航天仿真技术交流群。

直播安排

报告安排：《助力国产CFD—非结构网格CFD方法详解》

报告时间：2023年8月16日 19时30分

主讲嘉宾：杨小权，仿真秀特邀专家、上海大学教授、博士生导师，力学系副主任，上海市教委创新团队层流减阻与控制方向带头人。复旦大学博士，中国商飞和北京航空航天大学联合培养博士后，美国NCSU访问学者，中国空气动力学学会CFD专委会与亚跨超声速专委会委员，AIA、空气动力学、实验流体力学、吉林大学学报工学版等青年编委。主持科研项目27项，在AST、POF、AIAA J等期刊发表期刊论文32篇。开发复杂流场CFD软件

报告内容：针对非结构网格有限体积方法和间断伽辽金有限元方法求解复杂构型湍流时鲁棒性差的难题，发展了紧致梯度重构有限体积方法；发展了鲁棒高效的隐式高阶DG方法；发展了两步四阶时空耦合方法等，使用典型算例验证了方法的收敛性和计算精度，为国产CFD软件的研发提供强有力的技术支撑，具有重要的工程实用价值。

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报告时间：2023年8月19日 19时30分

主讲嘉宾：周杰，仿真秀优秀讲师、四川大学物理学博士，意大利技术研究院联合培养博士。擅长COMSOL Multiphysics 软件，从大一学习COMSOL到博士毕业以及现在参加工作这十多年来长期从事多物理场仿真工作研究，在模拟电磁效应、结构力学、声学振动、流体流动、传热传质、化学反应等多物理场协同仿真领域积累了大量的经验，并多次到清华，北大，北航、电子科大等高校进行多物理场仿真培训。

报告内容：介绍多物理场仿真在飞行器电磁和光学中的应用及多场耦合中的电磁和光学分析方法。重点介绍基于COMSOL的飞行器电磁和光学的仿真要素讲解，包括电磁场边界条件和域条件设置要点和频率选择表面周期性互补开口谐振环案例演示。最后介绍飞行器电磁和光学的多物理场分析，包括电磁-结构-传热多场耦合求解设置要点和多场耦合分析对电磁性能的影响等。

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报告时间：2023年8月23日 20时

报告内容：主讲人会介绍气动布局的确定经验，设计手段-试验与CFD仿真，还有CFD的意义建立在精准之上和复杂气动布局飞行器案例分析。最后会对CFD技术发展趋势进行展望，欢迎同行交流和讨论。

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报告时间：2023年8月26日 19时30分

主讲嘉宾：CAE从业者，仿真秀优秀讲师，985高校力学专业毕业，现从事于航天行业任高级工程师，具有汽车结构/电子/电机/控制器/减速器的8年项目分析经验，具有Hypermesh培训经验，擅长各种产品的温升分析，电机/控制器冷却水道仿真与优化，减速器润滑仿真分析和各种结构刚强度分析等，在CAE仿真领域具备丰富的项目实操经验。

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主讲内容：报告首先介绍飞行器气动分析方法，包括CFD分析方法和飞行器气动性能评价指标；其次，介绍讲解飞行器隐身分析方法，涵盖隐身分析方法和简单案例展示；最后讲解基于Isight平台的多学科优化流程搭建，可以学习到优化流程搭建方法和代理模型构建方法，优化步骤等。

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报告时间：2023年9月10日 19时30分

主讲内容：报告首先介绍飞行器飞行器蜂窝板材料碳纤维复合材料，并介绍蜂窝板材料等效力学参数计算方法，以及碳纤维材料力学参数及校核方法，涵盖碳纤维材料力学参数计算和碳纤维材料强度校核方法。重点介绍复合材料蜂窝板和碳纤维材料仿真分析方法。

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未完待续，最新直播安排请关注仿真秀官网直播板块预告。

（完）