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标题: CFD-FASTRAN简介 [打印本页]

作者: caeda 时间: 2009-8-28 11:17
标题: CFD-FASTRAN简介
CFD-FASTRAN简介简介CFD-FASTRAN是CFDRC公司专门为航空航天应用所设计的可压缩流动的解算器。CFD-FASTRAN是当前所有为航空航天设计的计算流软件中位于前列的软件。它采用了多种动网格技术，可以模拟绝大多数复杂的航空航天中涉及的各种问题，比如导弹发射、机动和一级脱离，飞行器飞行动力学及所载各种弹体的分离过程研究。CFD-FASTRAN 具有挑战性的功能是将基于密度的可压缩欧拉方程和N-S方程同多体运动动力学、有限反应率化学和非平衡传热学耦合起来，解决一系列极为复杂的航空问题。
应用举例下面列举一些例子，这些例子多数是本公司多年同美国**的合作项目。
1．
安全分离和精确的发射所载弹体问题是空军关注的一个重要问题。在现代飞机的高速流场中，很难确保发射时候弹体不与机体发生碰撞，也很难控制弹体与机体平稳分离以确保弹道的准确。图1、2 是F-16投弹的动态模拟，因为火箭弹离副油箱很近，为了防止投弹过程中弹体与副油箱发生碰撞，美国空军同本公司进行了合作。图3是位美国海军模拟的F-18发射导弹的过程，在附件（F-18_JDAM）中给出了发射过程的动态图像。

图1
图2
Multiple Bomb Rack Separation

图3
JDAM Separation from F/A-18
2．
旋翼飞机空气动力学。因为旋翼的存在，使直升机周围的流场极为复杂。旋翼的旋转协同机体本身的运动使直升机周围产生高度不稳定的湍流。直升机在向前飞行过程中，在旋翼前缘的流动会达到跨音速或者轻微的超音速，而后缘基本上保持亚音速。因为前后缘的流动速度差别巨大，所以在旋翼旋转过程中，经历了复杂的过程产生下洗气流对机身产生下洗。当旋翼的迎角不断增加，因为对机身产生下洗增大，会出现动力失速现象。而且，在旋翼尾缘会出现发夹涡，发夹涡对后继的旋翼会产生干扰。上述所有的复杂的流动机理使模拟直升机的整机流场成为一个挑战。直升机的推力系数，力矩系数和功率系数的选择在设计直升机过程中极为重要。使用风洞实验对这些系数进行选择、评估会极为费时并且费用昂贵。然而CFD-FASTRAM可以快速、节俭、可靠的对各种工控进行模拟，为直升机设计提供了强大的支持。图4是模拟的结果，而在附件（ROBIN）中给出了旋翼旋转过程中的动态图像。

图4
3．当飞行器以高超音速穿过大气层，在飞行器激波后及边界层会产生极高的温度。因为温度的升高，在高温区域会发生不同的化学反应，导致该区域空气物性参数的改变，进而影响了飞行器的升力、阻力和表面温度。CFD-FASTRAN可以对这类问题进行精确的模拟，图5～11 给出了为军方模拟的部分结果。附近(X-34_sep)给出了X-34动态的模拟图像。

图5
图6
Reusable Launch Vehicle (RLV) Simulations

图7
图8
Analysis of X-43A Separation

图9
图10
Mars Probe Aerodynamic Analysis
Aerothermal Loads Analysis of Lauched Sattelite

图11
Hypersonic Reacting Flow Over a Sphere
3．
飞行员逃生系统分析设计。飞行员逃生弹射系统的设计是飞行器设计中的重要部分，主要存在两个问题，其一是空气动力稳定性，其二是飞行员弹射过程中的潜在伤害水平。CFDRC公司在美国海军和SBIR计划的支持下，在逃生系统分析设计领域已经处于最前沿。为了开发全面的弹射系统的CFD软件，CFDRC工程师对美国海军各种主要弹射装置进行了详细的分析研究。终于开发出集弹射椅、弹射轨迹、风吹保护、稳定装置、头颈伤害评估等方面的全面、可靠、准确的相应CFD模块。图12～18给出仅给出部分模拟图。附件（jettison1）中给出了驾驶舱盖脱离机体的动态模拟过程。

图12
Martin Baker MK-16 Ejection Seat and 98 Percentile Occupant

图13
图14
Flow Deflector
Stagnation Brim
（Windblast Protection）

图15
图16
Analysis of Helmet-Mounted Display and Goggles

图17
Controllable Propulsion Applications

图18
Canopy Separation Dynamics
4．
导弹的发射、分级脱离和机动。导弹几何形状复杂，飞行物理过程复杂，还有多个物体间的相对运动，使导弹的发射、分级脱离和机动给CFD提出了具有挑战性的课题。CFDRC公司为相应问题设计了先进的计算模块，广泛应用于导弹设计开发领域中。图19～23给出了少量的模拟结果。附件（Canard_Cover、canard_maneuver、tubelaunch）给出了控制面分离及控制面偏转控制导弹姿态及弹道从发射管发射过程的动态模拟结果。

图19

图20
图21
Divert Attitude Control System Analysis

图22
Canard Cover Separation Analysis

图23
图24
Canard Controlled Missile Maneuvering
Missile Tube Launch
5.
飞机抖振干扰、气动弹性研究。CFDRC公司最近开发出一套基于CFD-FASTRAN软件的飞机抖振干扰、气动弹性研究系统，可以对飞行器飞行过程中遇到的各种抖振、气弹问题进行精确的模拟并加以解决。本系统在F-16整机气弹分析、F-18尾翼抖振研究过程中发挥了巨大的作用。图25～28给出部分模拟结果。

图25

F16 Wing-Body Aeroelastic Analysis

图26

图27
Prediction of FA/18 Tail Buffeting

图28
AGARD Wing Flutter

软件背景:www.caeda.com.cn

作者: gary0712 时间: 2009-10-2 17:49

謝謝

作者: caeda 时间: 2010-2-8 14:18
CFD-ACE+
多学科工程解决方案
概况：
CFD-ACE+结合了多面体混和单元，结构化及非结构化网格，适用性更广泛，是引领多学科工程仿真发展方向的高级CFD软件。
CFD-ACE+多学科应用举例：


等离子体反应                               生物医药研制
汽车工业                                                       发动机气体燃烧

微机电系统与微流体力学                      化学反应
基本特点：
 采用了最新改进的GUI界面，建模时具有无法比拟的灵活性
 通过拖曳菜单，可直接应用数据库来设置化学反应，物质属性以及边界条件
 适用于结构化网格以及任意多面体混合单元的非结构化网格，单元表面可匹配任意的计算域交界面（静止，滑动，旋转或移动）
 计算过程中具有网格自适应功能
 处理多学科问题时无法比拟的灵活性
 电流体热结构间的相互作用；求解结构应力、热应力、变形、等离子体和电镀等
 新的高精度辐射模型
 全气蚀模型
 针对CVD应用的高级表面化学模型
 为表面化学提供了与SURFACE CHEMKIN III的接口界面
 提供带表面张力的VOF自由表面模型
 可进行MPI并行计算
 包含了碰撞外壳模型以计算偏振晶片上所有离子核素离子能量分布，
CFD-ACE流场仿真：
 可压/不可压流场
 稳态/瞬态流场
 层流，并提供非牛顿的流变学作为选择
 湍流，提供众多的湍流模型
 带表面张力的VOF自由表面模型
 随外形及时间变化的边界条件

CFD-ACE几何建模与划分网格：
CFD-ACE充分集成了CFD-GEOM,既可以独立完成几何建模、划分网格以及设置边界条件等功能，也可以从其它CAD/CAE系统中读入这些数据，具体的功能包括：
 结构化和任意多面体（非结构化）单元网格
 可用单元表面来匹配求解区域的界面，从而增加了建模的灵活性与方便性
 通过CFD-ADAPTER有针对性地进行求解，增强仿真的真实性，并提高了求解速度
 滑移的网格边界与任意单元表面的匹配功能
 可设置旋转坐标系，移动网格及壁面
 可仿真流场内部带有固体的情况，求解集中或分散的阻抗（固体和带孔的平板、复合平板、多孔介质）
CFD-ACE热及质量的传输模型：
 自然对流和强迫对流
 多介质，共轭传热
 非灰体辐射传热（离散坐标方法）
 面对面的辐射
 蒙特卡罗辐射模型
 有多元扩散、Soret项及Stefan-Maxell选项的传质
 可指定温度、热流、换热系数及绝热的边界条件
CFD-ACE化学反应和燃烧仿真：
 有限体积，基于压力的强守恒方程
 为提高精确性，对任意交界面及悬挂节点（无插值）采用完全隐式的处理方法
 SIMPLE/PISO数值方法
 代数求解器采用共轭（CGS）和多重网格法（Algebraic Multi-Grid,AMG）
 可采用MPI并行计算
CFD-ACE适用的平台：
 Windows NT (Intel ,DEC)
 LINUX
 Unix Workstations (SGI , IBM , HP , SUN, DEC)
CFD-ACE附加的模块：
 CFD-PLASMA：等离子体化学及等离子体增强分解/蚀刻的仿真模块
 CFD-FEMSTRESS：流体结构与热耦合情形的仿真模块；用于静电学、电磁学、电镀、电泳及电渗的电物理模型
 CFD-FILM：薄膜形态及表面形状仿真模块
 CHEMKIN III：用于延伸化学的模块
CFD-ACE作为CFD-ACE+包的一部分，与VisCART,CFD-GEOM和CFD-VIEW一起提供。
CFD-ACE+与其它ESI CFD Inc 求解器一起可以进行多学科的仿真分析。
ESI公司是世界工业产品数值模拟研究以及软件研发的杰出代表。它创建于1988年，总部位于法国巴黎，拥有强大的研发队伍，其产品已经得到世界范围内的认可。全球使用ESI公司软件和服务的有六百多个国际性的集团公司，如洛克希德-马丁，波音, Caterpillar, 克勒斯勒,福特汽车, Ballard Power,通用, 宝马,霍尼维尔, 惠普, IBM, 英特尔等.ESI CFD Inc. 是ESI公司针对计算流体力学领域的专业研发部门，它的优秀CFD软件产品受到用户的普遍赞誉。
有关CFD- ACE+详细介绍、技术支持及提供试用软件，请您联系CAEDA公司：www.caeda.com.cn。

作者: @流浪 时间: 2013-1-17 11:14
好东西啊！

作者: @流浪 时间: 2013-1-17 11:18
你好，请问你有FASTRAN的算例吗？能不能发几个给我，还有FASTRAN的学习资料。谢谢了！

作者: joeling1 时间: 2013-5-28 22:47
圖都不見了,,,,,,,,,,,,

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