2024航空装备数智大会召开，积鼎流体仿真软件Virtualflow为航空行业注入新动力

2024航空装备数智试验暨产业发展大会于3月28日在绵阳召开。大会以“数智新动力 融创新场景”为主题，专注整机数智试验、前沿测试技术、虚拟仿真与人工智能等热点话题。积鼎科技受邀于仿真分会场做分享报告，综合介绍了“国产仿真软件Virtualflow在航空航天领域的解决方案”，包括雾化燃烧、吸雨吸雹、流固热耦合等。

1、雾化燃烧解决方案

通过流体仿真技术，可以帮助工程师预测和解决航空发动机雾化燃烧过程中可能出现的问题，提高发动机的可靠性和耐久性；了解燃烧室内的流体动力学特性，改进燃烧室设计，提升发动机的燃烧性能。解决方案包括压气机工作过程仿真、直射式雾化仿真、离心式雾化仿真等。

该解决方案具备高精度两相流模型，采取Level-Set界面捕捉方法，可用于喷嘴内流场、初次雾化的仿真；具备丰富的工程雾化模型，包括基于拉格朗日追踪法的颗粒包模型、针对直射式雾化和离心式雾化的解决方案。这些模型已与行业重点用户进行适配，试验结果可满足用户的预期需求。

2、吸雨吸雹解决方案

通过流体仿真技术能够模拟发动机在恶劣天气下的工作情况，预测吸水吸雹对性能的影响，设计出更能抵抗极端气候的发动机结构，确保发动机在恶劣环境下的稳定运行。解决方案包括雨滴与冰雹的数量与运动轨迹、粒子传热传质、雨滴与冰雹影响下压气机性能评估等。

在流体端，软件运用有限体积法进行流体的仿真计算。在颗粒端，则采用离散元法（DEM）来模拟颗粒的运动和传热过程。对于颗粒与流体之间的复杂相互作用，软件采用并行与异构计算技术，确保计算的高效性与准确性。

3、流固热耦合解决方案

在涡轮、燃烧室内部、叶片内都存在共轭传热的现象，流体仿真能够模拟流体与固体间的热量传递过程，获取固体内部及表面的温度分布，从而优化部件的换热效率，确保设计满足高温或低温环境下的性能要求。解决方案包括涡轮性能优化、燃烧室热管理、机翼防除冰等。

解决方案结合采用了笛卡尔网格和非结构化多面体网格技术。通过浸没边界法，可对流固界面的移动边界问题进行求解；在流固热耦合模块的基础上集成了RPI壁面沸腾模型，支持相变问题的求解。此外，也提供非结构化多面体网格解决方案，采用贴体网格技术，实现对流固热耦合问题的求解。

积鼎科技成立于2008年，是国产自主流体仿真软件研发及技术服务的高新技术企业。公司具有10余年CFD仿真技术开发应用经验，核心产品与技术已成功为中国航空发动机研究院、中国航发沈阳发动机研究所、上海空间推进研究所、西安航天动力研究所等航空航天客户提供专业的流体仿真解决方案。

审核编辑 黄宇