چند دهه پیش، هوافضا به اولین صنعتی تبدیل شد که شبیه سازی مهندسی را پذیرفت. از فناوری‌های نانو و مواد ریز کامپوزیت گرفته تا پروفیل‌های بال‌های آینده‌نگر، بسیاری از پروژه‌های تحقیقاتی در طراحی هواپیما بر روی یافتن راه‌حل‌های بهتر و ارائه سریع‌تر آنها به بازار تمرکز می‌کنند و در عین حال هزینه‌ها را کاهش می‌دهند.
شرکت های هوافضا و مهندسان با استفاده از نرم افزارهای شبیه سازی مهندسی به عنوان بخشی از فرآیند توسعه خود می توانند طرح های مختلف را در مراحل اولیه توسعه ارزیابی کنند. این فرآیند طراحی را با کاهش تعداد نمونه های اولیه فیزیکی مورد نیاز ساده می کند.
SimScale این فرصت را برای شبیه سازی و آزمایش طرح ها به طور کامل در مرورگر وب فراهم می کند و امکان دسترسی به تمام قابلیت های تجزیه و تحلیل و گزینه های همکاری را فراهم می کند. SimScale به عنوان یک پلتفرم CAE مبتنی بر ابر، انجام شبیه‌سازی‌های قدرتمند CFD یا FEA را از هر دستگاهی ممکن می‌سازد.
در اینجا چند شبیه‌سازی نرم‌افزار CFD مربوط به صنعت هوافضا از کتابخانه پروژه‌های عمومی SimScale آورده شده است، که مهندسان می‌توانند آنها را کپی کرده و به عنوان الگو برای تجزیه و تحلیل CFD خود از سیستم‌ها و اجزای مختلف هواپیما استفاده کنند.
طراحی هواپیما تجزیه و تحلیل آیرودینامیک طراحی هواپیما
این شبیه سازی هواپیما توزیع جریان هوا را در اطراف طرح هواپیما در رژیم جریان تراکم پذیر مادون صوت کم نشان می دهد. این پروژه در کارگاه هوافضا با حضور EUROAVIA که توسط SimScale سازماندهی شده بود مورد استفاده قرار گرفت که می توانید با پر کردن این فرم فوراً آن را تماشا کنید.
جریان هوا در اطراف مدل هواپیمای تجاری از طریق روش رینولدز میانگین ناویر استوکس (RANS) شبیه سازی شد. شرایط جریان عبارت بودند از عدد ماخ M = 0. 35، زاویه حمله = 2 درجه، فشار P = 100000 pa و دما T = 0 درجه سانتیگراد. برای مدل‌سازی آشفتگی، از مدل K-omega SST با رویکرد تابع دیوار استفاده شد. برای همگرایی بهتر، یک رمپ از شرایط مرزی سرعت تا مقدار جریان آزاد اعمال شد.
اگر می خواهید پروژه شبیه سازی خود را امتحان کنید، آموزش گام به گام ما در مورد نحوه تنظیم و انجام این تجزیه و تحلیل را ببینید.
شبیه سازی هواپیما تجزیه و تحلیل CFD ارابه فرود هواپیما
شبیه سازی CFD یک ارابه فرود با SimScale انجام شد
این شبیه‌سازی ارابه فرود نشان می‌دهد که چگونه می‌توان از SimScale برای تحلیل جریان هوا در اطراف ارابه فرود هواپیما استفاده کرد. ارابه های فرود یکی از حیاتی ترین اجزای یک هواپیما هستند. در طول عملیات برخاستن و فرود، چرخ ها می توانند مشکلاتی ایجاد کنند که ممکن است ایمنی و امنیت هواپیما و مسافران را تحت تأثیر قرار دهد.
در این تحلیل جریان هوا از روش شبیه سازی گردابی بزرگ (LES) استفاده شد. هندسه یک نسخه ساده شده از یک پیکربندی ارابه فرود جلو مشترک برای هر هواپیمای تجاری است. سرعت جریان آزاد در شرایط استاندارد 35 متر بر ثانیه بود. برای افزایش تدریجی سرعت از مقدار کم به مقدار جریان آزاد برای همگرایی سریع‌تر، یک رمپ از شرایط مرزی سرعت اعمال شد. شبیه سازی پروفیل های سرعت لحظه ای و گردابه های بیداری را بررسی می کند. نتایج شبیه‌سازی CFD بینشی از میدان جریان در نواحی پی‌دار به دست می‌دهد.
بهینه سازی طراحی هواپیما بهینه سازی یک بال با شبیه سازی CFD
شبیه سازی بال هواپیما با SimScale
شکل و موقعیت بال ها چیزی است که کارایی یک هواپیما را در پرواز تعیین می کند.
این پروژه دو طرح از بال هواپیما و اثرات آیرودینامیکی آنها را شبیه سازی می کند. این پروژه همچنین یک تمرین خانگی برای کارگاه هوافضای SimScale - جلسه 2 بود. این تمرین شامل شبیه سازی بال هواپیما با بار خمشی و پیچشی اعمال شده در اثر فشار باد است.
این کار به کاربر نیاز دارد که شش پیکربندی مختلف را با سه مدل مختلف تنظیم کند و نتایج را با هم مقایسه کند. هدف آن نشان دادن چگونگی تغییر شکل و تنش ها با هر بهینه سازی ساختاری یک بال است. شکل تنظیمات بار ممکن را با مدل اولیه نشان می دهد.
طراحی نوک بال هواپیما شبیه سازی گرداب های نوک بال
میدان سرعت برای بال با بال
تفاوت دهانه عاقلانه در تولید بالابر باعث ایجاد گردابه های نوک بال می شود. این گرداب ها باعث بی ثباتی و از دست دادن عملکرد به شکل کاهش در لیفت می شوند. این پروژه نشان داد که بال‌ها می‌توانند بهترین راه‌حل و اقدام مؤثری برای کاهش قدرت گردابه‌های نوک بال باشند.
شبیه‌سازی میدان‌های سرعت را در دو مدل موازی، برای بال با و بدون اتصال نوک بال بررسی کرد. شبیه‌سازی به وضوح کاهش عملکرد را در مدل بدون اتصال نوک بال نشان داد. این به دلیل گرداب هایی بود که اثر بالابر روی بال را کاهش می دهد.
در مدل دوم، بال‌های با بال‌های بلندتر نسبت به بال‌های بدون بال، زمانی که تمام پارامترهای دیگر یکسان هستند، ایجاد می‌کنند.
طراحی هواپیما تهویه کابین هواپیما
تجزیه و تحلیل CFD تهویه داخل کابین هواپیما با SimScale
سیستم تهویه هواپیما برای راحتی مسافران ضروری است. در اینجا پروژه ای است که جریان هوا را در داخل کابین هواپیما شبیه سازی می کند.
این تجزیه و تحلیل CFD دو پیکربندی کابین و تأثیر آنها بر الگوی جریان هوا را نشان می دهد. در ابتدا شامل شبیه سازی تهویه در کابین هواپیما می شود. برای یافتن بهترین راه حل، شش پیکربندی جایگزین ورودی و خروجی بررسی شده است.
این پروژه در کارگاه SimScale Aerospace نیز مورد استفاده قرار گرفت. ضبط ها را به صورت رایگان تماشا کنید.
با ایجاد یک حساب کاربری رایگان در پلتفرم SimScale، شبیه سازی خود را از طریق وب در عرض چند دقیقه تنظیم کنید. نیازی به نصب، سخت افزار یا کارت اعتباری خاص نیست.
