国产CAE:飞机结冰软件全面升级更新

关键词：飞机结冰，国产CAE，CFD，冰形，气动分析，数据库

前面的文章介绍了我开发飞机结冰软件的经历。

飞机结冰这个方向太小众，我早已经不靠这个东西吃饭。关注我们的朋友也知道，我在工业软件上的主要方向集中在有限元软件（复合材料力学、传热）开发和架构设计上。

但是，我对于结冰算法和相关技术的研究一直没有中断，几乎每年都会抽出时间，对代码进行优化改进。

尤其今年通过力学大师系列（“力学大师”系列之辛克维奇：有限元之父）和工业软件发展史（飞机结冰算法中水滴轨迹的追踪）的学习研究，更加激发了我持续研究结冰的兴趣。

本年度还剩最后一个季度，我把这一年在CFD及结冰算法上研究进行了整理，全面升级了Spring 2D结冰软件，核心的几个点包括：

1） 底层重构：开发语言从 MATLAB 完全切换到 Python，界面也基于 PyQt 进行了全面重构与更新；

2） 精度与效率提升：结冰求解器进行了大幅优化，计算精度更高、更稳定，且计算效率丝毫不减，依然能实现“几十秒快速出冰形”；

3） 功能扩展：新增了包括数据库在内的多项实用功能，后处理体验大幅提升；

4） 集成气动分析：新增气动分析模块，可快速完成结冰前后气动特性的对比分析。

欢迎大家咨询、试用。当前软件更加的便捷好用，基本不需要说明书就可以自行上手使用。

以下是详细介绍：

1. 界面与功能

主界面如下：

主界面

左侧参数定义部分。其中翼型可以通过“导入”按钮，用户自行选取文件路径。

也可以通过数据库，自行选择已有翼型。

比较实用的小功能是，弦长、来流速度、温度等，都提供了单位自动换算功能。

右侧是结果显示，每个部分的结果，都提供了数据导出等功能。这部分属于后处理，将在下面详细阐述。

2. 后处理

后处理，这里我们花了很多心思，尤其是冰形这里。

1） 归一化显示控制：通过这个按钮，可以切换数据显示，既可以显示原始尺寸，又可以显示归一化数据。

2） 多步显示控制：可以控制冰形多步显示与最终冰形的显示状态。

3） 导入结果：这个功能非常重要。通过这按钮，可以导入试验结果，这样就可以快速与仿真结果进行对比，并且工程存储后，这个结果也是可以同步保存的，方便二次查看。

3） 导出结果：可以导出归一化或者非归一化的冰形结果。

4） 删除数据：可以删除已经导入的数据。

3. 数据库

数据库包含翼型数据库、案例库两部分。

两个数据库用户都可以自行扩展和管理。

翼型数据库：添加的翼型，计算的时候，可以直接选择使用。

翼型数据库

案例数据库：用户可以将自己的仿真工程存储到数据库中，方便二次查看。

案例数据库

4. 气动分析

我们在菜单栏的工具中，增加了气动分析功能。不需要用户去划分网格，网格由软件自动生成。

这里可以对已经完成结冰计算的干净翼型、带冰翼型进行气动分析，计算Cp曲线、Cl、Cd值，同时给出流场云图结果。

这里使用的求解器，是我们年初那会开发的有限元CFD求解器。

气动分析界面

Cp曲线、Cl、Cd值

5. 欢迎咨询试用

试用途径：

1. 后台联系助理。

2. 填写试用申请表

3. 邮件接收软件包，按照步骤操作，和助理联系获取密钥。

最后，欢迎广大同仁就如下方向给我们投稿：

1） 力学；

2） 工业软件开发（CAE）；

3） 科研经历分享；

4） 工程经历分享；

5） 力学科普（名人事迹、技术科普）。