綠色飛行——XOR在氣動(dòng)設(shè)計(jì)優(yōu)化領(lǐng)域的應(yīng)用
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從萊特兄弟發(fā)明飛機(jī)以來(lái)，空氣動(dòng)力學(xué)測(cè)試主要分為兩種：現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和風(fēng)洞測(cè)試。而最近，又誕生了一個(gè)新的測(cè)試方法，那就是在計(jì)算機(jī)上直接進(jìn)行“計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）”模擬。德國(guó)凱澤斯勞滕工業(yè)大學(xué)的機(jī)械工藝工程系在空氣動(dòng)力學(xué)的研究以及提高飛行器和航空航天設(shè)備運(yùn)行效率和穩(wěn)定性方面享有盛名。
目前，該校正著手進(jìn)行一項(xiàng)航天設(shè)備結(jié)構(gòu)測(cè)試項(xiàng)目，準(zhǔn)備同時(shí)采用飛行測(cè)試、風(fēng)洞測(cè)試、以及CFD模擬三種檢測(cè)方法，對(duì)物理飛行、風(fēng)洞飛行以及CFD模擬的結(jié)果進(jìn)行比對(duì)。當(dāng)然，三種方法的結(jié)果是否吻合取決于物理模型與計(jì)算機(jī)模型的保真程度，模型的細(xì)微差別也會(huì)影響到最終結(jié)果。為了制作最高品質(zhì)的模型，機(jī)械工藝工程系決定采用Rapidform XOR軟件。
無(wú)論采取哪種動(dòng)力系統(tǒng)提供推力，航空工程師都必須對(duì)飛機(jī)的空氣動(dòng)力特性進(jìn)行優(yōu)化。在改進(jìn)當(dāng)前設(shè)計(jì)時(shí)，工程師通常要在CFD模擬過(guò)程中使用細(xì)密的多邊形模型對(duì)飛行器進(jìn)行分析。計(jì)算機(jī)模型一般都是根據(jù)實(shí)物模型的激光掃描圖制作而成的，如機(jī)身模型、風(fēng)洞模型等。
Rapidform XOR軟件可以在掃描數(shù)據(jù)或CAD模型的基礎(chǔ)上制作出高品質(zhì)的網(wǎng)格數(shù)據(jù)。對(duì)于實(shí)物模型轉(zhuǎn)換來(lái)說(shuō)，XOR的Mesh Buildup Wizard ™（網(wǎng)格創(chuàng)建程序）可以把掃描圖按不同視角自動(dòng)拼合，從而制作出無(wú)瑕疵的細(xì)密網(wǎng)格，以便進(jìn)行計(jì)算機(jī)流體動(dòng)力學(xué)模擬。對(duì)于CAD模型來(lái)說(shuō)，XOR軟件的網(wǎng)格生成程序可以直接把CAD模型轉(zhuǎn)換為高品質(zhì)的網(wǎng)格模型。
要確認(rèn)所創(chuàng)建的模型的尺寸，XOR的Accuracy Analyzer™（精度分析器）提供了多種分析工具，可以提供輸入與輸出模型之間的尺寸差異反饋（網(wǎng)格至網(wǎng)格、網(wǎng)格至CAD等）。 在計(jì)算機(jī)流體動(dòng)力模擬過(guò)程中進(jìn)行優(yōu)化流程、降低顫振時(shí)所做的任何調(diào)整都應(yīng)當(dāng)反映到CAD模型上。XOR軟件提供了幾種方法，可以把實(shí)物模型的修改對(duì)應(yīng)到CAD模型上。CAD模型可以接受代表變更多邊形的NURBS曲面，這是傳統(tǒng)的第二代建模方法。而XOR采用的是第三代建模方法，可以更新當(dāng)前的CAD曲面，自動(dòng)反映出模型的形狀。另外，第二代建模方法的一個(gè)局限是所得形狀無(wú)法在CAD軟件中進(jìn)行編輯或修改。
XOR軟件可以在多邊形模型的基礎(chǔ)上創(chuàng)建出可編輯的參數(shù)化CAD模型。模型可以導(dǎo)入至NX、Pro Engineer和Solidworks等軟件中編輯，并配有完整的歷史記錄。第三代建模方法可以實(shí)現(xiàn)CAD環(huán)境中的參數(shù)化編輯，尤其適用于修改可能影響后續(xù)處理的應(yīng)用情況。 借助XOR的多邊形模型制作功能，凱澤斯勞滕工業(yè)大學(xué)的項(xiàng)目得以順利開展。制作結(jié)果完全符合制作要求。工作人員還將繼續(xù)使用XOR軟件完成更多新項(xiàng)目。>>相關(guān)產(chǎn)品 |
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