氣動分析軟件集錦

1、翼型氣動特性分析與設(shè)計軟件Airfoil余雄慶在Univ.ofNotreDame工作期間，利用工作之余時間編寫的翼型氣動特性分析程序。該程序是在原NASA的多段翼型分析程序MCARFA基礎(chǔ)上開發(fā)的，適用于亞聲速翼型氣動特性的分析。MCARF鹿根據(jù)位流理論與附面層理論相結(jié)合的方法，用Fortran語言編寫的。Airfoil簡化了原MCAF輸入文件的格式，并用Matlab對計算結(jié)果進行后處理，可直觀顯示翼型外形和壓力分布。可下載Airfoil的EXE文件、用于演示計算結(jié)果的Matlab文件及使用說明書（英文）。Pablo（PotentialflowaroundAirfoilwithBoundary

2、LayercoupledOne-way）該軟件是由瑞典皇家理工學院Rizzi教授和他的學生ChristianWauquiez開發(fā)的。他們應(yīng)用面元法（PanelMethod）和附面層理論，用Matlab語言編寫了這個翼型分析軟件。Pablo具有良好的用戶界面，使用方便，適用于亞聲速翼型氣動特性的分析?？擅赓M下載Pablo軟件Matlab的源代碼。AirfoilOptimizer由美國DaVinciTchnologies公司開發(fā)，其目的是幫助設(shè)計人員選擇合適的翼型。AirfoilOptimizer有較豐富的翼型數(shù)據(jù)庫，并通過內(nèi)嵌XFOIL軟件來優(yōu)化翼型。（南京航大飛機系已購買，若在作業(yè)中要使用該軟

3、件，請與余老師聯(lián)系：yxq）翼面布局氣動特性分析與設(shè)計軟件VLM為了某飛機多學科設(shè)計優(yōu)化研究的需要，余雄慶開發(fā)了一個機翼和翼面系統(tǒng)氣動特性分析程序。該程序是在NASA勺Lamar等人開發(fā)的渦格法（VortexLatticeMethod）程序基礎(chǔ)上開發(fā)的，適用于亞聲速飛機翼面氣動特性的分析。VLM簡化了原渦格法程序的的輸入文件的格式，并增加了若干新功Tornado該軟件是由瑞典皇家理工學院TomasMelin在攻讀碩士學位時開發(fā)的亞聲速機翼和翼面系統(tǒng)氣動特性分析程序。Tornado采用的理論是渦格法，TomasMelin用Matlab語言編寫了該程序。Tornado的輸入數(shù)據(jù)方式不是很方便，但具

4、有較好的后處理功能。該軟件可在瑞典皇家理工學院航空工程系的網(wǎng)站下載。飛機計算機輔助分析與設(shè)計軟件AirplanPDQ:SoftwareForLightAircraftDesign由美國DaVinciTchnologies公司開發(fā)，可用于輕型飛機的總體設(shè)計。AirplanPDQ將方案設(shè)計與分析集成在一個界面，使用方便，適合于飛機設(shè)計的初學者。（南京航大飛機系已購買，若在作業(yè)中要使用該軟件，請與余老師聯(lián)系）AAA:AdvancedAircraftAnalysis由美國DA心司開發(fā)，該軟件是根據(jù)美國著名飛機設(shè)計教育家Roskam教授的教材AirplaneDesign»（1-8卷）開發(fā)的飛機

5、設(shè)計分析軟件。AAM對大多數(shù)飛機設(shè)計方案的幾何特性、重量、氣動特性、推進系統(tǒng)、飛行性能、穩(wěn)定性和操縱性、控制系統(tǒng)的動態(tài)特性、結(jié)構(gòu)載荷、結(jié)構(gòu)重量、成本預(yù)算進行分析。該軟件適用于美國FAR23、FAR2等口軍用規(guī)范。使用AAA之前，最好先閱讀Roskam教授的教材AirplaneDesign，以了解AAM件所采用的方法。（南京航大擬購買AAM件，有Demo版。）USAERO面元法氣動設(shè)計和分析模塊 計算三維復(fù)雜外形飛行器作任意運動時的非定常內(nèi)外流氣動特性 計算多體、多部件作任意相對運動時的瞬態(tài)氣動干擾、流場（機動飛行，氣動變形，載彈投放，陣風效應(yīng)，旋翼/機身干擾，火車對錯，火車進洞等） 與-FSP

6、模塊耦合進行船體運動時的非線形自由表面模擬 基于Morino模型的面元法基于瞬態(tài)流線上源、匯-勢流場耦合的粘性模型 非定常尾跡模型 可選的矩陣求解器，包括BMJacobi和GMRES 接受任意復(fù)雜的幾何體，僅需幾何表面及表面網(wǎng)格 接受四次差值表示的三維幾何表面 接受直接由表面網(wǎng)格定義的幾何體 接受前處理SPIN導入的網(wǎng)格 多體、多部件相對運動時無須重新生成網(wǎng)格 直接輸入?yún)⒖紒砹鲾?shù)據(jù)，如速度，馬赫數(shù)，攻角，偏航角，雷諾數(shù)等VSAEROVSAER時算任意外形的亞音速氣動/水動力特性（如航空、航天、1車、船舶等）。計算方法采用勢流/邊界層耦合法，計算迅速。 高亞音速計算時采用可壓縮性修正算法 計算脫

7、體流場參數(shù) VSAEROF僅可用于計算外流，還可用于計算諸如進氣道流動這樣的內(nèi)流問題 VSAEROT在局部區(qū)域與N-S方程進行耦合，捕獲細微流場結(jié)構(gòu) 通過與FSWAVEROTORFSP三個模塊耦合，VSAEROE可計算水中運動物體的非線性水力波問題，直升機旋翼/機身干擾問題以及螺旋槳/風扇/水動力性能 其運行環(huán)境包括從Cray超級計算機到個人計算機的所有硬件平臺VSAER破廣泛應(yīng)用于計算RutanVoyager和BeechStarship飛機，Stars和Stripes賽艇，Sunraycer太陽能汽車等的氣動/水動力特性。MGAERO歐拉方程氣動設(shè)計和分析模塊 任意復(fù)雜飛行器亞/跨/超飛行時

8、的內(nèi)外流氣動特性計算 參數(shù)化運算功能，無須人工干預(yù)而連續(xù)計算不同飛行姿態(tài)（馬赫數(shù)、攻角、偏航角、舵偏）氣動特性 幾何組裝功能，即單獨定義部件后參數(shù)化組裝，自動識別部件之間的相交 局部加密均布笛卡兒網(wǎng)格技術(shù)，包括直角正交、直角正交旋轉(zhuǎn)、剪切網(wǎng)格 網(wǎng)格對幾何形狀的自動匹配功能 直接輸入?yún)⒖紒砹鲾?shù)據(jù)，如速度，馬赫數(shù)，攻角，偏航角，雷諾數(shù)等 基于流線的可壓縮粘性-流場耦合運算 低馬赫數(shù)算法 波阻、誘導阻力、表面摩阻計算 進氣道及發(fā)動機噴流模型 葉片元件或推力盤推進器模型 求解中斷和重起功能 輸出單獨部件的氣動力和氣動力矩 輸出表面流線，空間流線 輸出OMNI3所需的.PLT文件NSAEROINCAIN

9、CA是基于NSpy程的氣動計算軟件，采用著名網(wǎng)格生成軟件Gridgen為其前處理，Tecplot為后處理，內(nèi)含多種湍流模型和化學反應(yīng)模型，其獨特的稀薄氣體動力學算法和非平衡化學反應(yīng)模型使其在高超音速的航天器設(shè)計中得到了廣泛的應(yīng)用。產(chǎn)品特點： 求解復(fù)雜邊界的定常和非定常雷諾平均Navier-Stokes方程 適用于亞、跨、超、高超音速（最高可到40Mach）全速范圍 理想氣體、真實氣體、化學反應(yīng)氣體或稀薄氣體介質(zhì) 與N-S方程完全耦合的通用有限速率和凍結(jié)”化學反應(yīng)模型 自定義或默認的反應(yīng)物和反應(yīng)參數(shù)模型 非催化、全催化或自定義催化反應(yīng)壁面邊界條件 平衡/非平衡熱動力學模型（輻射，催化壁面，壁面熱

10、傳導） 輻射/導熱壁面邊界條件 各種全耦雙兩方程、一方程、代數(shù)Baldwin-Lomax湍流模型 靈活的邊界條件和多塊網(wǎng)格生成技術(shù)，可以處理極為復(fù)雜的幾何外形 全守衡的有限體積方法和高精度差分格式 顯式或LU-SGSI式時間推進算法 TVDSteger&Warming矢通量分裂（二階迎風MUSC差分）的可壓流差分格式 三階迎風、TVD.中心差分不可壓流差分格式 適合高超音速條件下的非平衡化學反應(yīng)和熱動力學模擬 傳熱計算 高空稀薄大氣飛行的外流計算 進氣道/擴壓器/噴嘴/彈射器模擬 噴流，尾跡模擬 內(nèi)外流混合問題 經(jīng)過優(yōu)化的粘性可壓縮流動算法，適合于模擬分離、激波/邊界層干擾等現(xiàn)象 大攻

11、角問題 可運行在PM、工作站、超級計算機和并行計算機上。FSP 求解非線性自由表面，采用了Longuet-Higgins和Cokelet的混合歐拉/拉格朗日方法處理非線性自由表面，并且考慮了有限幅波的生成 淺水效應(yīng)的計算 與USAEROI合計算任意復(fù)雜表面船體的運動及其與水面的影響 多個操縱面和多個全沒或半浮船體的計算 可以模擬潛艇的動態(tài)沉降和上浮過程 通過與FPI模塊耦合，可以模擬水下發(fā)射導彈和魚雷，計算其運動軌跡MGFPI幾何組裝功能，即單獨定義部件后參數(shù)化組裝，自動識別部件之間的相交 局部加密均布笛卡兒網(wǎng)格技術(shù)，包括直角正交、直角正交旋轉(zhuǎn)、剪切網(wǎng)格 網(wǎng)格對幾何形狀的自動匹配功能 參數(shù)化運

12、算功能，無須人工干預(yù)而連續(xù)計算不同飛行姿態(tài)（馬赫數(shù)、攻角、偏航角、舵偏）氣動特性 解算任意形狀飛行物的六自由度剛體運動方程 多至5個飛行物飛行軌跡的同時計算 飛行物的外力包括氣動載荷、重力、浮力、推力和彈射力 用戶自定義的推力-時間函數(shù)和彈射力-時間函數(shù) 每個飛行物可包含兩個彈射器 自動駕駛功能，每個飛行物的飛行軌跡由兩個獨立的控制面控制 可以鏈接用戶自定義的自動駕駛函數(shù) 真空條件下的彈道計算功能 輸出任意形狀飛行物的位置-時間歷程、角度-時間歷程、速度-時間歷程、角速度-時間歷程AEROPOINTERAEROPOINTER少了氣動設(shè)計枯燥和煩瑣的過程 氣動設(shè)計和優(yōu)化的過程自動化，可以達到諸如

13、氣流不產(chǎn)生分離或氣動力和氣動力矩達到指定值這樣的設(shè)計目標 AEROPOINTER1將一種CF件的計算結(jié)果轉(zhuǎn)換至另外一種CFCB件的輸入進行再一次計算 用戶指定力-力矩以及幾何外形的限制條件后，自動修改氣動外形并進行設(shè)計迭代，直至獲得要求的氣動特性 使用VSAEROT算外形的氣動特性，可以對整機外形進行設(shè)計和優(yōu)化MGASTROSMGASTROAMI與AIRFORCEWRIGHTLABORATORY乍開發(fā)的氣動一結(jié)構(gòu)耦合的氣動彈性分析軟件。它是亞跨超音速氣動軟件MGAERO結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析軟件ASTROS結(jié)合的產(chǎn)品。 基于有限元的結(jié)構(gòu)優(yōu)化程序計算變形 基于歐拉方程的氣動載荷計算 多重網(wǎng)格算法 氣動彈性

14、計算 多約束優(yōu)化設(shè)計 包含的約束方程有：氣彈升力和控制效率面元和梁彎曲橫向應(yīng)變薄片組成TsaiWu應(yīng)力極限VonMises應(yīng)力顫動 氣動和變形的耦合計算 任意復(fù)雜程度三維飛行器亞/跨/超飛行時的內(nèi)外流氣動特性計算 幾何組裝功能，即單獨定義部件后參數(shù)化組裝，自動識別部件之間的相交局部加密均布笛卡兒網(wǎng)格技術(shù)，包括直角正交、直角正交旋轉(zhuǎn)、剪切網(wǎng)格網(wǎng)格對幾何形狀的自動匹配功能，幾何體形狀改變、部件相對運動后（如舵片轉(zhuǎn)動），網(wǎng)格無須改動 直接輸入?yún)⒖紒砹鲾?shù)據(jù)，如速度，馬赫數(shù)，攻角，偏航角，雷諾數(shù)等 基于流線的可壓縮粘性-流場耦合運算 低馬赫數(shù)算法 輸出單獨部件的氣動力和氣動力矩XFOIL亞音速翼型設(shè)計工

15、具,粘性/無粘分析強迫/自由轉(zhuǎn)援/轉(zhuǎn)援分離氣泡模型有限尾緣分離/超Clmax的升阻預(yù)測Karman-Tsien可壓校正/固定或變雷諾數(shù)阻力極線計算 設(shè)計和完全（或混合）反設(shè)計交互性、可重復(fù)設(shè)計/翼型表面速度分布設(shè)定翼型幾何參數(shù)（翼型弧線，前緣半徑，尾緣厚度，輪廓幾何及翼面偏轉(zhuǎn)等）設(shè)定MSES/MISES多段翼設(shè)計工具 無粘歐拉方程耦合粘性分析亞、跨、超音速的單段、多段翼分析強迫/自由轉(zhuǎn)援轉(zhuǎn)援分離氣泡模型及鈍尾緣處理升阻預(yù)測和多種遠場邊界條件設(shè)定固定或變雷諾數(shù)阻力極線計算 設(shè)計和反設(shè)計混合或程式反設(shè)計程式幾何攝動幾何厚度和面積約束的單段和多段翼多點優(yōu)化極線和馬赫掃描一遍歷攻角-更快更有效獲得翼型

16、特性交互式圖形接口- 幾何外形修改- 網(wǎng)格交互式控制生成- 極線和阻力增值曲線繪制ICE 利用面元模型以及預(yù)先計算的空間流場對飛行器進行結(jié)冰分析 從指定起始點位置出發(fā)的水滴運動軌跡 運動至空間指定點位置的水滴的起始點位置以及運動軌跡 交于飛行器表面面元頂點的四條水滴運動軌跡以及附著效率 位于表面流線上的所有面元的附著效率以及過其頂點的所有水滴運動軌跡 具有任意阻力特征的物體，當指定起始位置和初速后的運動軌跡。 附著效率是顆粒在壁面的附著率與來流的比值。用戶可指定8組不同顆粒粒徑以代表大氣顆粒粒徑的分布，從而得到平均附著效率。ICE可根據(jù)計算結(jié)果生成圖形文件，其中包括面元幾何、每個面元上的附著效

17、率、顆粒運動軌跡、以及沿表面流線上的附著效率。 ICE需要輸入的參數(shù)包括：參考速度、大氣密度、大氣粘度、顆粒粒徑分布。 面元模型以及空間流場通常由VSAEROMGAEROINCA產(chǎn)生。除了水滴，ICE允許輸入任何物體的阻力-雷諾數(shù)特性VLAERO使用平面渦格法分析亞音速飛機外形的氣動特性，適合作初步氣動設(shè)計，并在控制方程的適用范圍內(nèi)精度很高。 幾何外形由四邊形面元表述，可以指定弧線和彎扭 VLAEROT選用Gauss-Seidal矩陣迭代求解器快速獲得結(jié)果 以列表方式輸出結(jié)果，包括分布載荷和表面壓力 運行時間短 外形建模和修改迅速，包括控制面偏轉(zhuǎn) 以O(shè)MNI3城OMNIPLO顯示結(jié)果 單次運行

18、即可得到橫向和縱向穩(wěn)定性和控制導數(shù)數(shù)據(jù) 自動進行飛機配平計算OptimalSolutions產(chǎn)品:OptimalSolutionsSculptorv1.7.2（航天空，一款用于航天航空工業(yè)的圖形軟件。用來完成不自然的標塔變形，自動優(yōu)化，加上對CFD弋碼的分析工具，將會更好的減小失誤，節(jié)省時間）DARcorp.Advanced.Aircraft.Analysis.v2.5.1.53（飛機設(shè)計測試軟件）DesignFOILv5.32（美國DreeseCodeSoftware公司的空氣動力翼形設(shè)計軟件，用于設(shè)計與分析各種形狀的空氣動力翼面）Meshpilot.v1.0（飛機機翼設(shè)計軟件）ProFil

19、iv2.16+1500多個翼型數(shù)據(jù)（飛機機翼設(shè)計、空氣動力學分析軟件）SpaceCAD.V3.1.0.290（火箭輔助設(shè)計軟件）TraCFoilv3.1.30（飛機機翼和螺旋槳設(shè)計軟件?？梢岳L制飛機機翼邊緣的厚度和螺旋槳葉片）WingAnalysis.Plus.Student.v1.1（飛行器制造工程軟件，真實3維機翼模擬）X-Plane.v7.621CD（能最完整以及最真實的飛行訓練模擬裝置，有亞音速及超音速動力裝置）USAFDigitalDatCom算氣動力，穩(wěn)定性等的軟件搞氣動彈性計算肯定要涉及流固耦合，adina軟件比較適合航天領(lǐng)域一般建模軟件：STK；（STK：SatelliteTo

20、olKit美國AnalyticalGraphics公司開發(fā)的STKE星工具包軟件，是航天工業(yè)領(lǐng)先的商品化分析軟件。STK可以快速方便地分析復(fù)雜的陸、海、空、天任務(wù)，并提供易于理解的圖表和文本形式的分析結(jié)果，確定最佳解決方案。它支持航天任務(wù)周期的全過程，包括政策、概念、需求、設(shè)計、制造、測試；、發(fā)射、運行和應(yīng)用。）cad主流肯定用catia,有限元肯定多數(shù)用nastran,少數(shù)用ansys。系統(tǒng)仿真matlab,多體動力學adams。流體可能fluent為主；SPVy（SignalProcessingWorksystem美國CoWare,Inc.更新用來設(shè)計信號處理應(yīng)用軟件的EDA工具SPW并上

21、市WindowsXP版SPW5-XP'。其競爭產(chǎn)品為MathWorks的基于GUI的用來設(shè)計信號處理應(yīng)用軟件的EDAT具Simulink）在分析時自己建模，大多是nastran,ansys。但是設(shè)計人員大多用ug,pro/e建模設(shè)計與分析模型沒有很好的接口，重復(fù)勞動；航天領(lǐng)域一般使用pro/Esolidwork,航空領(lǐng)域一般用ug；系統(tǒng)方案建模matlab,系統(tǒng)級、板級電路建模ads,天線結(jié)構(gòu)建模pro/e,天線空間電磁場分析建hfss，總體結(jié)構(gòu)建模pro/e,系統(tǒng)優(yōu)化建模isight；（ADSAdvancedDesignSystem,由美國Agilent公司推出的微波電路和通信系統(tǒng)仿

22、真軟件，是當今業(yè)界最流行的微波射頻電路、通信系統(tǒng)、RFIC設(shè)計軟件；也是國內(nèi)高校、科研院所和大型IT公司使用最多的軟件之一；HFSS是當今天線設(shè)計最流行的設(shè)計軟件;iSIGHT是世界頂級的工程設(shè)計開發(fā)基礎(chǔ)的系統(tǒng)軟件，具有軟件機器人”之稱。它能夠?qū)崿F(xiàn)CADCAECAmPD曄各種操作系統(tǒng)的自動化和集成化，并為產(chǎn)品設(shè)計及開發(fā)提供最優(yōu)化設(shè)計及穩(wěn)健設(shè)計功能。）simulink；nastran,stk,vega,fluent；（vega:是MultiGen-Paradigm公司最主要的工業(yè)軟件環(huán)境，用于實時視覺模擬、虛擬現(xiàn)實和普通視覺應(yīng)用。）飛行器設(shè)計系統(tǒng)：CATIA翼型優(yōu)化設(shè)計：Airfoil、Pablo、AirfoilOptimizer翼面布局設(shè)計：VLMTornado全機氣動分析：MGAer。（或FASTRAN）飛行性能分析：AAAAirplanPDQ結(jié)構(gòu)強度分析：ANSYSNASTRANMGAEROAM公司的一個產(chǎn)品，網(wǎng)格采用笛卡兒直角網(wǎng)格，方程為歐拉方程（可以加入粘性修正），求解速度很快，和FPI搭配還可以算分離軌跡（如發(fā)射導彈、彈出座艙）。AMI另外還有USAERO非常著名的面元法求解程序）、VSAERONSAERO就是INCA,賣給AMI后改名為NSAER