开展航空发动机数值仿真研究的探讨

虚拟样机技术是一种崭新的产品开发方法，一种基于产品计算机建模的数值设计方法。本文重点介绍了航空发动机数值仿真与虚拟样机设计，以及推进系统数值仿真的概念设计、工程模型、仿真环境、高性能计算。给出航空发动机数值仿真的研究方法、管理模式和关键技术。     

航空发动机研制中的技术验证机、工程验证机及原型机特点分析

为加强航空发动机产品的研制进程管控,通过分析技术验证机、工程验证机及原型机的技术特点,提出这3类样机是集中体现产品研制进程的载体,进而研究并建立各样机的研制过程模型,并且依托研制过程模型分析各样机的研制特点及研制成果。该项工作明确了各样机的工作内容及其实现途径,以及3类样机之间迭代演进、逐步实现产品开发的过程,对加强发动机产品研制过程管控、提高研制质量和效率具有重要意义。     

叶轮机设计新技术——计算机数值仿真

介绍了叶轮机虚拟样机技术、多级轴流压气机数值仿真和叶轮机与发动机一体化设计。虚拟样机技术是一种崭新的产品开发方法，是一种基于产品计算机建模的数值设计方法，叶轮机数值仿真和建模所涉及的技术领域是非常广泛的。     

虚拟模型在复杂航空航天产品研制中的应用

概述了虚拟模型在复杂航空航天产品研制中的应用，及其在产品生产方式上引发的一场革命，论述了采用虚拟模型对全球激烈竞争的高技术产业的意义。     

2．4m×2．4m跨声速风洞虚拟飞行试验天平研制

要解决先进飞行器的气动/运动非线性耦合问题,就需要建立气动/飞行力学一体化的虚拟飞行试验平台,用于获取飞行器机动飞行过程中的非定常气动力特性,弄清气动/运动非线性耦合机理。2．4m×2．4m 跨声速风洞（以下简称2．4m风洞）虚拟飞行试验天平研制技术是虚拟飞行试验机理性研究的关键技术之一。由于试验模型为两段的细长结构,天平设计空间受到限制,并且载荷极不匹配。风洞试验研究要求天平不仅要实现分段模型气动力的测量,还要实现两段模型的同步小摩擦滚转运动,传统天平无法满足试验要求。新设计的天平采用一种带有轴承和心轴的环式“双天平”新结构,较好解决了载荷匹配问题以及测量与运动之间的矛盾。天平设计利用有限元软件ANSYS进行应变和应力分析与优化,并设计了耦合式电桥。天平静校和风洞试验数据表明,该天平满足风洞虚拟飞行试验机理性研究的要求。     

智能产品环境的研究与初步实现

提出了建立复杂工程产品虚拟样机模型的"智能产品环境(IPE)".IPE通过提供构成虚拟样机的基本服务和组件以及标准与协议,使得不同的用户能够在一个统一智能产品对象模型的基础上,构造自己所需要的虚拟样机,并通过面向对象的物理系统建模,为不同保真层次的分析、仿真提供虚拟样机模型,通过智能代理实现智能产品环境的智能管理.     

数字样机在飞机数字化协同研制中的发展

飞机数字样机是飞机产品的数字化表述,是与飞机相关的所有三维数字信息构成的产品模型集合,可用于工程设计、工程分析(空间分析、运动分析、拆装模拟、加工制造和维护检测)、工程仿真等活动。飞机数字样机的出现从根本上革新了传统飞机协同研制方式,开创了飞机数字化协同研制的新阶段,随着数字化技术、计算机网络技术的不断发展,数字样机在飞机数字化协同研制中的作用和地位也不断发展。从飞机数字化协同研制的发展历程出发总结论述了数字样机的发展历程。     

四分量片式铰链力矩天平技术及风洞实验应用研究

针对目前风洞铰链力矩实验中的一种三分量片式结构铰链力矩天平没有轴向力测量元件的不足,提出一种切实可行的四分量片式结构铰链力矩天平设计方案,进行了物理样机的研制,应用于某模型升降舵风洞铰链力矩实验中。实验结果与理论分析获得了良好的一致性,在舵面偏角为21°时,由忽略轴向力测量带来的舵面法向力系数相对误差百分比为14.7%,舵面弦向压心位置相对误差百分比为17.2%。     

飞机维护虚拟样机技术研究与实现

分析了飞机设计中虚拟样机与数字样机技术的区别和联系,提出了基于虚拟样机工程生命周期管理P3R模型的虚拟样机仿真支撑平台体系结构,从虚拟样机维护视图的角度,阐述了飞机维护虚拟样机的概念,描述了以Windchill为基础设施构建的虚拟样机协同工作支撑平台和维护虚拟样机仿真定义与评估工具的功能和计算机实现,重点讨论了飞机虚拟样机维护过程的定义方法。     

基于模型的综合通信导航识别系统虚拟样机设计

为解决基于文档的综合通信导航识别系统设计中需求传递的歧义性、设计文档信息离散、系统无法进行仿真验证等问题,研究了一种虚拟样机设计方法。首先,针对综合通信导航识别系统多领域的特点设计了一种由需求模型、架构模型和实现模型构成的三层次虚拟样机模型;其次,对当前主要的基于模型的设计方法与流程进行了深入研究,通过对比分析选择了Harmony SE作为综合通信导航识别系统虚拟样机的设计流程;最后,以某综合化通信导航识别系统为例进行了三层次虚拟样机的设计及仿真验证。设计结果表明,该设计方法能有效解决基于文档设计存在的问题,适用于各类综合通信导航识别系统虚拟样机的设计。     

飞机虚拟维修三维人体建模技术综述

虚拟维修技术是飞机数字样机设计过程中验证飞机维修性的重要技术手段,人体建模技术则是虚拟维修的关键技术。针对虚拟维修技术中的较为关键的人体建模技术进行了阐述,分析了其常用的几种不同建模方式及其优缺点,并对虚拟人体建模技术的发展进行了展望,为将来虚拟维修中的虚拟人体建模提供参考。     

曲回交错式微量天平研制

介绍了一种用于飞机进气道阻力测量的特种天平，综述了该天平在研制中遇到的难点，采取的解决措施和研制的结果。     

腹支天平的研制

为满足某工程高速风洞测力试验的需要，研制了一台腹支(φ44mm)六分量内式应变天平，以测量飞机的气动载荷。试验结果表明：天平设计合理，天平及其支撑系统刚度好，天平各元测量精度高。     

飞机数字化产品开发

阐述了数字化产品开发的技术理论 ,介绍了飞机数字化产品开发流程 ,重点论述了产品 -过程 -资源核心模型、数字样机、虚拟装配等核心技术 ,并对该技术应用和发展趋势进行了讨论     

武器系统虚拟样机设计环境

根据当前武器系统设计的需要,对武器系统虚拟样机设计环境进行了讨论。首先介绍了虚拟样机（ＶＰ）研究的背景及其在武器系统设计中的意义。然后重点探讨了虚拟样机以及虚拟样机设计环境的概念,并对武器系统虚拟样机设计环境的系统结构以虚拟样机建模和虚拟实验进行了详细介绍,提出了旨在面向大型复杂武器系统的虚拟样机及设计环境的研究与开发思路。     

基于CATIA的虚拟维修仿真研究

虚拟维修仿真是近年来出现的一种新的采用计算机动画、虚拟现实等技术,进行维修性设计和维修训练等的方法,基本思路是建立设备的电子样机,在虚拟环境中模拟特定的维修活动,如产品或部件的拆卸分解、更换、装配等.     

飞机研制与促销的重要工具—样机

样机是飞机研制和促销过程中的重要工具。本文综合介绍了样机的特点，及其在飞机研制、生产和销售过程中的作用。     

虚拟装配仿真技术在飞机研制阶段的应用

飞机研制阶段在计算机里利用虚拟装配仿真软件将设计的产品三维数模进行装配工艺设计及仿真,可帮助产品摆脱装配物理样机及所涉及的工艺装备制造难题,有效地提高产品、工装的建模质量,有助于降低产品开发成本、缩短产品的开发周期.     

PDM技术在机械可靠性设计分析中的应用研究

多领域工具集成是复杂产品虚拟样机设计仿真需要解决的技术问题之一.提出了一个面向服务集成、具有良好开放性、基于标准的、即插即用的机械可靠性设计分析多领域工具集成平台,以及基于产品数据管理(PDM)技术的机械可靠性设计分析虚拟样机体系结构.讨论了如何面向模型数据管理实现设计和协同分析过程中CAD/CAE工具与PDM的综合集成.最后,以某空间结构锁系可靠性设计分析为例,简要介绍了基于CAD/CAE工具的机械可靠性一体化设计、分析方案,以及如何采用应用封装技术实现基于PDM的机械产品可靠性协同建模和分析.     

飞行控制系统的快速原型设计

飞行控制系统设计是一个涉及控制、机械、电子和计算机等多个分系统的复杂系统工程,需要进行多学科、多专业的协同设计,虚拟样机技术从建模和仿真分析等多个方面为协同设计提供了技术和方法上的支持,而快速原型设计是基于虚拟样机的,快速生成物理样机的一种技术,可以看作是我国现阶段虚拟样机技术应用的一个廉价快速的替代方案。介绍了快速原型设计的概念,针对飞行控制系统的快速原型设计,讨论了与其有关的设计仿真软件、关键技术和实施方法。