Top.Mail.Ru
Свяжитесь с нами

+7 (499) 390-05-22

Техническая поддержка

Поиск

Точный, быстрый анализ аэродинамики — от дозвука до гиперзвука

Вычислительная аэродинамика - один из самых сложных разделов инженерного анализа. Традиционные CFD-пакеты заставляют инженеров тратить много времени на построение сетки, подбор моделей турбулентности и «доводку» геометрии. CADFlo меняет правила игры - интеллектуальная автоматизация позволяет в разы сократить этапы подготовки модели и построения сетки, не требуя упрощения геометрии.

Уникальные технологии, такие как интегральная модель пограничного слоя (IBLM) и «тонкие» модели подсеточного масштаба, позволяют получать решение с высокой точностью прямо на рабочем месте инженера-конструктора в его CAD-среде разработки продукта.

Аэродинамика

Ключевые технологии CADFlo для аэродинамики

aero_mesh.jpg

Сеточный генератор

  • Быстрое построение сеточной модели даже на больших сборках и геометрически сложных объектах, насыщенных мелкими деталями.
  • Надёжность и устойчивость генерации сетки, что особенно важно в работе с проблемными CAD-моделями («дыры», потерянные поверхности, пересечения тел и др.).
  • Высокая автоматизация и минимум ручных операций. Улавливание сеткой геометрических особенностей реализовано на уровне глобальных настроек. При этом для опытного пользователя также доступен широкий инструментарий локальных настроек.
  • Для задач аэродинамики с сопряженным теплообменом создаётся единая сетка для области внешнего течения, области теплопроводности в конструкции и области газа внутри конструкции. Сетка конформна, нет затратных междоменных сеточных интерфейсов.
  • Автоматическая адаптация сетки к решению в ходе расчета позволяет получить оптимальную по размеру расчетную сетку, качественно описывающую особенности исследуемого течения. В результате адаптации уточняются наиболее критические зоны с высокими градиентами физических величин, а в никзкоградиентных областях происходит обратный процесс увеличения размера ячейки сетки.

Гибридный решатель

Автоматическое переключение между методами в зависимости от локального числа Маха и фазового состояния среды. Обеспечивает стабильность и точность при моделировании:

  • Pressure-based (SIMPLE с монотонизацией) — для несжимаемых и слабосжимаемых течений (M < 3).
  • Density-based (схема Годунова с поправками) — для высокоскоростных и гиперзвуковых течений (M ≤ 30).

При этом для течений с большими числами Маха учитываются процессы диссоциации, ионизации, применяются специальные модели для определения свойств газа при высоких температурах и давлениях.

Гибридный решатель
aero_turb.jpg

Турбулентность

Универсальная модель ламинарно-турбулентного перехода, включённая в CADFlo по умолчанию, автоматически определяет зоны с ламинарным, турбулентным и переходным режимом течения на основе локальных значений числа Рейнольдса и градиентов скорости.

Для учета эффектов в пристеночном слое используются следующие модели:

  • Модель тонкого пограничного слоя автоматически применяется, когда погранслой разрешён четырьмя и менее ячейками. В этом случае напряжения трения и тепловые потоки вычисляются из интегральных уравнений Прандтля вдоль линий тока на стенке.
  • Модель толстого пограничного слоя задействуется на подробной сетке (≥6 ячеек по толщине слоя). В этом случае параметры ламинарного пограничного слоя рассчитываются с помощью уравнений Навье-Стокса, а для расчета параметров турбулентного пограничного слоя применяется модификация известного метода пристеночных функций.
  • В случае промежуточного режима используется комбинация двух перечисленных подходов. Это обеспечивает плавный переход между двумя описанными выше моделями пограничного слоя в зависимости от того, насколько подробной является сетка, или в зависимости от изменения толщины пограничного слоя вдоль поверхности.

Вращающиеся системы

Для учета вращения деталей обтекаемого тела (например винта вертолёта) в CADFlo применяются специальные технологии:

  • Глобальное вращение. Эта опция задает вращение всей расчётной области вместе с глобальной системой координат с определенной угловой скоростью. Позволяет учитывать влияние силы Кариолиса и центробежной силы.
  • Локальная область вращения (Averaging) позволяет моделировать течение жидкости или газа в устройствах, сочетающих вращающиеся и неподвижные детали (импеллер - корпус насоса, лопасти винта - фюзеляж и т.п.). На границе области вращения используется осреденение переменных в окружном направлении. Применяется, в основном, в стационарной постановке.
  • Локальные области вращения (Sliding) более точный метод, поскольку не использует осреднение переменных на границе вращающейся и неподвижной области. При этом требует нестационарного решения, поэтому более ресурсоёмок.
aero_rotating.jpg
aero_ice.jpg

Моделирование обледенения

Модель обледенения в CADFlo рассчитывает захват капель поверхностью летательного аппарата в различных условиях полёта, образование водяной плёнки, её стекание и замерзание с учётом температуры стенки, скорости потока и концентрации влаги. На основе этих данных строится трёхмерная форма льда, которая автоматически интегрируется в геометрию для последующего аэродинамического анализа.

Это позволяет оценить влияние обледенения на ухудшение аэродинамических характеристик (рост сопротивления, снижение подъёмной силы, смещение центра давления), подобрать оптимальную геометрию противообледенительной системы и проверить эффективность её работы в реальных условиях эксплуатации — всё в рамках единой CAD-интегрированной среды без ручного переноса данных.

Отраслевое применение

Решение различных задач в высокотехнологичных отраслях промышленности

Улучшение аэродинамики спортивного самолёта

Расчет обтекания крыльевого профиля

Тепловая заметность

Оценка аэродинамических характеристик фюзеляжа

Расчет лопастей и винтов

Расчет эффективности теплообменных аппаратов

Гидродинамический расчет активной зоны реактора

Прочностной расчет резервуара

Моделирование аварийных ситуаций

Тепловая заметность

Расчет рассеяния плоской электромагнитной волны на объекте с диэлектриками

Расчет рубашки охлаждения двигателя

Газодинамический анализ основного газового тракта

Расчет процесса охлаждения тормозного диска

Расчет внешней аэродинамики автомобиля

Тепловое состояние узлов и элементов конструкции

Газодинамический анализ основного газового тракта

Течение в теплообменнике продуктового газа

Газодинамический анализ входных и выходных устройств

Расчет эффективности теплообменных аппаратов

Течение в теплообменнике продуктового газа

Газодинамический анализ входных и выходных устройств

Гармонический магнитный анализ асинхронного двигателя

Тепловой анализ сервера

Тепловой расчет охлаждения электроники, размещенной в контейнере

Тепловой режим космического аппарата на орбите

Аэродинамика ракетоносителя при разделении ступеней

Газодинамический анализ основного газового тракта

Течение в теплообменнике продуктового газа

Газодинамический анализ входных и выходных устройств

Газодинамический анализ основного газового тракта

Газодинамический анализ входных и выходных устройств