一种航空发动机进气锥外形优化仿真设计方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种航空发动机进气锥外形优化仿真设计方法及系统。本仿真方法包括基于仿真软件平台完成模型的建立、提取模型中需要改变的参数、梳理仿真设计流程、在仿真功能层完成模型设计参数的设置及封装、将设计参数提交CFD仿真求解器进行参数化计算并对计算结果进行整合、将整合结果反馈给设计者。本发明专利技术界面良好、易于使用、灵活高效，用户可以通过简单的操作快速完成CFD仿真分析，且本方法扩展性强，支持多种求解器和后处理器，支持多种网格格式和物理模型，用户可根据自身需求扩展软件的功能。本方法可用于航空发动机进气锥外形优化设计，通过快速设定和改变模型设计参数的方式来实现对航空发动机进气锥外形几何模型的快速修改和调整。修改和调整。修改和调整。

【技术实现步骤摘要】
一种航空发动机进气锥外形优化仿真设计方法及系统


[0001]本专利技术属于航空发动机外形设计
，尤其涉及一种航空发动机进气锥外形优化设计仿真方法及仿真系统。

技术介绍

[0002]在当前利用商业仿真软件进行仿真，并试图利用其实施对某一构件的优化时，通常需要用到很多复杂的功能。每次修改模型之后，都需要进行网格划分、添加约束、添加载荷等工作。目前，虽然通用有限元软件均提供了相应接口，以便用户完成集成开发，一些商业软件也为用户提供了广泛的功能，但由于功能过于庞大，而且对软件使用人员的专业知识要求较高，因此驾驭这些软件并不是一件容易的事情。
[0003]鉴于以上情形，各行业的工程师们一方面需要商业仿真软件强大的前后处理和分析研发能力，另一方面又渴望其能够界面友好、操作简单。但就航空发动机外形设计而言，截至目前，还缺乏此类功能强大但操作简单的设计方法及平台，这也成为困扰发动机设计人员的一个重要课题。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术存在的上述缺陷，解决功能强大和操作简单之间的矛盾，本专利技术提出了一种新的航空发动机进气锥外形优化仿真设计方法及系统。
[0005]本专利技术利用商业仿真软件开发出相应的模板软件，进而利用该模板软件完成对航空发动机进气锥外形的优化设计。本专利技术模板软件及优化仿真设计方法能够快速评估航空发动机进气锥外形、进气速率等参数对进气锥气动性能的影响，为进一步改进和设计航空发动机进气锥外形提供理论数据依据。同时本专利技术模板软件及优化仿真设计方法可根据需要对风速、进气锥外表面的锥度等参数进行快速设定，获得任意截面的结果数据，并且能够将输出的数据导入第三方后处理软件进行展示和检查。需要指出的是，本专利技术模板软件及优化仿真设计方法不仅界面友好、使用方便，而且其具有足够仿真经验，大大降低了使用人员的技术门槛。
[0006]由于Python是一款易于学习且功能强大的计算机编程语言，即使不是专业的编程人员，也能通过其为仿真工作流程创建定制化的应用插件。在本专利技术中，许多参数化软件界面的设计都是利用Python完成的。
[0007]具体地，本专利技术提供了一种航空发动机进气锥外形优化仿真设计方法，本方法对进气锥几何外形模型处理、网格划分、确定边界条件进行了整合，本方法包括：
[0008]S1.基于仿真软件平台完成航空发动机进气锥模型和流体域参数化模型的建立，并提取上述模型中需要改变的参数；
[0009]S2.梳理航空发动机进气锥仿真设计流程；
[0010]S3.在仿真功能层完成模型设计参数的设置及封装；
[0011]S4.将设计参数提交CFD求解器进行参数化计算，并对计算结果进行整合；
[0012]S5.将整合结果反馈给设计者。
[0013]优选地，本专利技术航空发动机进气锥外形优化仿真设计方法步骤S1中所述仿真软件平台包括DM、SCDM、APDL软件平台。
[0014]进一步地，本专利技术航空发动机进气锥外形优化仿真设计方法步骤S2中所述梳理航空发动机进气锥仿真设计流程，所述仿真设计流程的项目文件中包含了仿真设计过程中所需的模板开发和计算功能。
[0015]进一步地，上述航空发动机进气锥外形优化仿真设计方法中所述仿真设计流程的项目文件中包含了几何形状的改变、流场中流体和流速的定义、网格控制和仿真参数的封装、以及任意截面的定义。
[0016]进一步地，本专利技术航空发动机进气锥外形优化仿真设计方法步骤S3中所述模型设计参数包括几何模型选择参数、几何参数、材料参数、网格控制参数、求解参数、边界条件及载荷参数、后处理参数。
[0017]进一步地，本专利技术航空发动机进气锥外形优化仿真设计方法还包括根据整合后的参数化计算结果数据，利用Python完成参数化软件界面的设计。
[0018]进一步地，本专利技术航空发动机进气锥外形优化仿真设计方法步骤S5中所述将整合结果反馈给设计者，结果的反馈方式包括：生成指定结果云图、生成DAT结果文件、拷贝结果数据到指定目录。
[0019]进一步地，本专利技术航空发动机进气锥外形优化仿真设计方法在使用时可通过改变封装好的各类模型设计参数的方式来实现对航空发动机进气锥外形几何模型的快速修改和调整。
[0020]此外，本专利技术还提供了一种航空发动机进气锥外形优化仿真设计系统，本系统包括：
[0021]仿真服务层：利用仿真软件平台完成航空发动机进气锥模型和流体域参数化模型的建立；
[0022]仿真功能层：完成模型设计参数的设置及封装；所述模型设计参数包括几何模型选择参数、几何参数、材料参数、网格控制参数、求解参数、边界条件及载荷参数、后处理参数；
[0023]中间接口层：提供各类接口，用于连接仿真服务层和仿真功能层；所述接口包括几何模型选择参数接口、几何参数接口、材料参数接口、网格控制参数接口、求解参数接口、边界条件及载荷参数接口、后处理参数接口；
[0024]参数计算层：利用CFD求解器对设计参数进行参数化计算，并对计算结果进行整合；
[0025]结果输出及展示层：用于将计算结果反馈给设计者或发送至展示界面。
[0026]最后，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述的航空发动机进气锥外形优化仿真设计方法的步骤。
[0027]综上，本专利技术航空发动机进气锥外形优化仿真设计方法具有以下特点：
[0028]1.本专利技术方法易于使用、灵活高效，本专利技术具有友好的用户界面，用户可以通过简单的操作快速完成CFD模拟分析，本专利技术方法中采用了高效的求解算法，且支持多种求解器
和后处理器，用户可以根据自己的需求选择合适的求解器和后处理器。
[0029]2.本专利技术方法扩展性强，支持多种网格格式和物理模型，用户可根据自身需求扩展软件的功能，且本专利技术方法支持用户自定义功能。
[0030]3.本专利技术方法可用于航空发动机进气锥外形优化设计，为设计者提供了操作和部署简单易用的软件，具有较大的应用价值。
[0031]4.本专利技术方法在使用时可通过快速设定和改变封装好的各类模型设计参数的方式来实现对航空发动机进气锥外形几何模型的快速修改和调整，并及时获得任意截面的结果数据，以便将输出的数据导入第三方后处理软件进行展示和检查。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面对本专利技术实施例中需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下述附图仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1为本专利技术方法的具体实施流程图。
[0034]图2为本专利技术模板软件的展示界面示意图。
[0035]图3为本专利技术方法中几何模型参数设定界面示意图。
[0036]图4为本专利技术方法中网格一键生成及查看界面示意图。
[0037]图5为本专利技术方法中一键计算及结果查看界面示意图。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空发动机进气锥外形优化仿真设计方法，其特征在于，对进气锥几何外形模型处理、网格划分、确定边界条件进行了整合，所述方法包括：S1.基于仿真软件平台完成航空发动机进气锥模型和流体域参数化模型的建立，并提取上述模型中需要改变的参数；S2.梳理航空发动机进气锥仿真设计流程；S3.在仿真功能层完成模型设计参数的设置及封装；S4.将设计参数提交CFD求解器进行参数化计算，并对仿真计算结果进行整合；S5.将仿真结果反馈给设计者。2.根据权利要求1所述的航空发动机进气锥外形优化仿真设计方法，其特征在于，步骤S1中所述仿真软件平台包括DM、SCDM、APDL软件平台。3.根据权利要求1所述的航空发动机进气锥外形优化仿真设计方法，其特征在于，步骤S2中所述梳理航空发动机进气锥仿真设计流程，所述仿真设计流程的项目文件中包含了仿真设计过程中所需的模板开发和计算功能。4.根据权利要求3所述的航空发动机进气锥外形优化仿真设计方法，其特征在于，所述仿真设计流程的项目文件中包含了几何形状的改变、流场中流体和流速的定义、网格控制和仿真参数的封装、以及任意截面的定义。5.根据权利要求1所述的航空发动机进气锥外形优化仿真设计方法，其特征在于，步骤S3中所述模型设计参数包括几何模型选择参数、几何参数、材料参数、网格控制参数、求解参数、边界条件及载荷参数、后处理参数。6.根据权利要求1所述的航空发动机进气锥外形优化仿真设计方法，其特征在于，所述航空发动机进气锥外形优化仿真设计方法还包括根据整合后的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吐孙江，
申请(专利权)人：上海圣尧智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：