Свяжитесь с нами

Программное обеспечение для моделирования обледенения

Обледенение воздушного судна в полёте – сложное явление, которое трудно воспроизвести в натурных испытаниях, при этом его предсказание критически важно с точки зрения обеспечения безопасности и аэродинамических характеристик, а также соблюдения жёстких требований сертификации. FENSAP-ICE закрывает все основные вопросы, связанные с обледенением и работой противообледенительных систем. Не имея принципиальных ограничений геометрии расчётной области, это ПО подходит для моделирования различных типов летательных аппаратов – винтокрылых, с неподвижным крылом, беспилотных, а также отдельных их элементов – винтов и вентиляторов, мотогондол, пробоотборников, датчиков и т.д.

Помимо процесса обледенения FENSAP-ICE позволяет моделировать растрескивание и отрыв кусков льда, а также проводить расчёты сопряжённого теплообмена в противообледенительных системах и оценивать влияние ледяных отложений на аэродинамические характеристики исследуемого объекта.

Возможности

Возможности FENSAP-ICE: обледенение

FENSAP-ICE может рассчитать трехмерную форму льда – прозрачного, пористого или смешанного типа – на различных поверхностях воздушного судна (крыльях, хвостовом оперении, винтах, вентиляторах, воздухозаборниках, датчиках, антеннах) при любых условиях обледенения. При этом графический интерфейс упрощает подготовку задачи, обеспечивая возможность выбора условий обледенения в соответствии с приложениями C, D и O стандарта лётной годности FAA.

Возможности FENSAP-ICE: анализ штрафов за аэродинамические характеристикиFENSAP-ICE позволяет оценить влияние ледяных отложений на различных поверхностях летательного аппарата на его аэродинамические характеристики (аэродинамическое качество крыла, уменьшение проходных сечений и т.д.). Для этого в ПО реализована технология динамического деформирования сетки, позволяющая изменять форму поверхности стенки соответственно форме ледяных отложений, а также специализированные модели шероховатости, позволяющие правильно рассчитывать трение на поверхности льда.

Возможность FENSAP-ICE: ледяные кристаллы и переохлажденные большие капли

В 2014 году FAA расширило требования к сертификации, представив приложения D и O, описывающие условия обледенения при наличии в атмосфере взвешенных кристаллов льда или крупных переохлаждённых капель (англ. Supercooled large droplets, SLD) замерзающего дождя или мороси. Противообледенительные системы, разработанные в соответствии с приложением C, могут не обеспечить необходимой защиты при таких условиях обледенения. FENSAP-ICE позволяет проводить расчётную проверку на соответствие приложениям D и O, обеспечивая упрощённую процедуру назначения граничных условий для внешней атмосферы при заданном общем влагосодержании и водности облаков.

Возможности FENSAP-ICE: Обледенение турбомашинМодуль FENSAP-ICE Turbo позволяет моделировать обледенение лопаток турбовентиляторных двигателей за счёт попадания на них ледяных кристаллов и капель. В результате расчёта можно определить, в частности, количество влаги, попадающей в компрессор, или изменение напорной характеристики вентилятора за счёт ухудшения аэродинамического качества обледеневших лопаток и уменьшения площади проходного сечения.

FENSAP-ICE позволяет моделировать воздушно-тепловые и электротепловые противообледенительные системы, учитывая сопряжённый теплообмен между воздушной средой, льдом, водой и твердотельными материалами обшивки и самой ПОС. Для воздушно-тепловых ПОС проводится стационарный тепловой расчёт, позволяющий убедиться в отсутствии льда на защищаемых поверхностях в установившемся режиме работы. Для электротепловых ПОС, работающих циклически, имеется возможность проведения нестационарного расчёта с учётом теплопроводности, фазового перехода и стекания воды, что позволяет точно определить количество первичного льда и льда, образовавшегося в результате повторного замерзания оттаявшей воды.

Возможности FENSAP-ICE: оптимизация сетки с помощью OptiGrid

Одна из основных трудностей расчёта CFD заключается в построении оптимальной сетки, плотность которой соответствует полю градиентов искомых переменных. Модуль OptiGrid устраняет эту трудность, обеспечивая возможность адаптивного перестроения сеточной модели. В результате сетка получается плотной только в тех областях, где это требуется, а чувствительность решения к исходному сеточному разрешению минимизируется.

FENSAP-ICE позволяет объединить гидрогазодинамический расчёт нарастания ледяного покрова и прочностной расчёт распространения трещин в нём. Решение уравнений переноса массы и энергии позволяет определить распределение водяной плёнки на поверхности и количество льда, которое она накапливает. Через заданные пользователем интервалы времени решение останавливается, ледяной покров автоматически разбивается сеткой, и получившаяся сеточная модель вместе с граничными условиями (аэродинамическое давление, касательное напряжение или расслоение) и механическими свойствами льда предаётся в прочностной расчёт для оценки напряжений. Для учёта раскрытия трещины применяется специализированный алгоритм, не требующий разрешения вершины трещины сеткой, что ускоряет процесс счёта. Данная технология может применяться и для вращающихся поверхностей, при этом может учитываться влияние центробежных сил.

Какие продукты ANSYS лучше всего соответствуют вашим потребностям?

Свяжитесь с нами и мы подберём решение под Ваши конкретные задачи

Свяжитесь с нами

Наш сайт сохранит анонимные идентификаторы (cookie-файлы) на ваше устройство. Это способствует персонализации контента, а также используется в статистических целях. Вы можете отключить использование cookie-файлов, изменив настройки Вашего браузера. Пользуясь этим сайтом при настройках браузера по умолчанию, вы соглашаетесь на использование cookie-файлов и сохранение информации на Вашем устройстве.

Принимаю