摘要2024航空装备数智试验暨产业发展大会在绵阳召开，聚焦数智试验与产业发展。积鼎科技在仿真分会场分享了其国产仿真软件Virtualflow在航空航天领域的解决方案，包括雾化燃烧、吸雨吸雹、流固热耦合等，旨在提高航空发动机的可靠性和耐久性，优化设计，并适应极端气候。积鼎科技作为流体仿真软件研发企业，已为中国多家航空航天机构提供专业流体仿真解决方案。正文2024航空装备数智试验暨产业发展大会于3月28日在绵阳召开。大会以“数智新动力融创新场景”为主题，专注整机数智试验、前沿测试技术、虚拟仿真与人工智能等热点话题。大会由五个分论坛构成，共邀请四位院士、800余位嘉宾出席，旨在更好服务于我国航空装备的自主研制。SIMPOP积鼎科技受邀于仿真分会场做分享报告，综合介绍了“国产仿真软件Virtualflow在航空航天领域的解决方案”，包括雾化燃烧、吸雨吸雹、流固热耦合等。积鼎科技研发总监符凯博士雾化燃烧解决方案通过流体仿真技术，可以帮助工程师预测和解决航空发动机雾化燃烧过程中可能出现的问题，提高发动机的可靠性和耐久性；了解燃烧室内的流体动力学特性，改进燃烧室设计，提升发动机的燃烧性能。解决方案●压气机工作过程仿真：能够对高压与低压工况进行精细化的仿真模拟。凭借包括RANS、LES、以及超大涡模拟在内的丰富的湍流模型，可显著提升仿真的准确性与运算效率。●燃烧室仿真：针对主燃烧室与加力燃烧室的仿真分析，软件具备对雾化过程进行精准描述、对壁温进行高效求解，以及对涡轮发动机进行推力计算等较为全面的能力。●直射式雾化仿真：软件配备直射式雾化模型，能够高效模拟加力燃烧室与主燃烧室的雾化过程，包括雾滴的形成、分布以及其与燃烧室内部流场的相互作用。●离心式雾化仿真：软件配备离心式雾化模型，主要用于主燃烧室的雾化仿真，包括离心力的影响、雾滴的细化过程以及雾滴与燃烧室内部环境的相互作用。该解决方案具备高精度两相流模型，采取Level-Set界面捕捉方法，可用于喷嘴内流场、初次雾化的仿真；具备丰富的工程雾化模型，包括基于拉格朗日追踪法的颗粒包模型、针对直射式雾化和离心式雾化的解决方案。这些模型已与行业重点用户进行适配，试验结果可满足用户的预期需求。吸雨吸雹解决方案通过流体仿真技术能够模拟发动机在恶劣天气下的工作情况，预测吸水吸雹对性能的影响，设计出更能抵抗极端气候的发动机结构，确保发动机在恶劣环境下的稳定运行。解决方案●雨滴与冰雹的数量与运动轨迹：通过模拟能够分析叶片在恶劣天气条件下的受力情况，帮助工程师优化叶片设计，确保其在各种极端环境下的稳定运行。●粒子传热传质：通过模拟能够分析发动机内部粒子运动与热量传递机制。同时，还支持燃烧室温度的准确计算，为燃烧过程的优化提供数据支持。●雨滴与冰雹影响下压气机性能评估：通过仿真分析可以评估雨滴和冰雹对压气机效率的影响，帮助工程师了解恶劣天气条件下压气机的性能表现，提供针对性的优化建议。在流体端，软件运用有限体积法进行流体的仿真计算。在颗粒端，则采用离散元法（DEM）来模拟颗粒的运动和传热过程。对于颗粒与流体之间的复杂相互作用，软件采用并行与异构计算技术，确保计算的高效性与准确性。运动固体（泵）发动机内颗粒运动流固热耦合解决方案在涡轮、燃烧室内部、叶片内都存在共轭传热的现象，流体仿真能够模拟流体与固体间的热量传递过程，获取固体内部及表面的温度分布，从而优化部件的换热效率，确保设计满足高温或低温环境下的性能要求。解决方案●涡轮性能优化：针对涡轮的复杂工作环境，软件能够仿真外部高温燃气与内部冷却流道的热交换情况，为提升涡轮效率和耐久性提供科学依据。●燃烧室/火焰筒热管理：通过仿真外部冷却气流与内部高温燃气的相互作用过程，获取燃烧室/火焰筒的温度分布，确保其稳定运行并高效燃烧。●机翼防除冰：利用流体仿真技术模拟发动机引气喷射至机翼蒙皮的流动过程，评估防除冰效果，为飞机在寒冷环境下的安全飞行提供保障。●航电冷却系统设计：可针对气冷以及液冷，可通过仿真分析制冷剂的相变换热过程，优化航电冷却系统的性能，确保航电设备在高负荷工作下稳定工作。解决方案结合采用了笛卡尔网格和非结构化多面体网格技术。通过浸没边界法，可对流固界面的移动边界问题进行求解；在流固热耦合模块的基础上集成了RPI壁面沸腾模型，支持相变问题的求解。此外，也提供非结构化多面体网格解决方案，采用贴体网格技术，实现对流固热耦合问题的求解。“积鼎科技成立于2008年，是国产自主流体仿真软件研发及技术服务的高新技术企业。公司具有10余年CFD仿真技术开发应用经验，核心产品与技术已成功为中国航空发动机研究院、中国航发沈阳发动机研究所、上海空间推进研究所、西安航天动力研究所等航空航天客户提供专业的流体仿真解决方案。来源：多相流在线