在弹药研发过程中, 对结构设计模型进行工程分析的阶段要采用专业的CAE 软件进行相应的静力分析和空气动力分析等, 从结构强度和空气动力特性方面进一步优化弹体结构设计。 常用的CAE 软件有ANSYS、 Cmrflow、FLUENT 等。
1.ANSYS
在弹药虚拟设计平台中, 主要采用ANSYS 的求解分析模块和后处理模块来进行弹体结构的静力和常规动力求解分析。 ANSYS (ANalysis SYStem) 是20 世纪70 年代由美国ANSYS 公司研制开发的工程分析软件, 可以实现结构静力分析、 结构动力分析、 结构非线性分析、 热分析和电磁分析等众多分析功能。 由于ANSYS 可以与Pro/E 进行数据交换, 实现无缝集成, 因此弹药结构设计小组成员用Pro/E 软件完成弹体零部件的造型设计后, 能直接将模型传送到ANSYS 中进行有限元网格划分并进行相应的结构静力或动力分析。
2.Cmrflow(www.xing528.com)
Cmrflow 是一套基于欧拉方程的有限体积数值模拟软件, 可以较快地获取弹丸的气动特性, 并保证一定的可靠性, 还可以用于弹箭分离、 飞行器投弹等外挂分离的模拟计算。 Cmrflow 软件拥有前处理、 流场解算器以及后处理等模块。 其中, 流场解算器提供了串行和并行版本。 这是一款专门用于求解飞行体流体问题的专业软件, 计算精度较好, 适合于弹体空气动力特性的工程分析。 弹药虚拟设计平台只利用此软件的求解器, 模型均由Pro/E 生成后再导入ICEM CFD 进行网格划分, 划分网格后的模型可以直接由Cmrflow 软件使用。
3.FLUENT
FLUENT 是由美国FLUENT 公司于1983 年推出的一款CFD 软件。 它是用于模拟具有复杂外形的流体流动以及热传导的计算机程序。 FLUENT 求解器具有强大的流体计算功能, 可适用于不可压、 亚声速、 超声速乃至高超声速流动问题求解, 因此广泛应用于航空、 汽车制造等领域中运动体高速运动时与空气流体相互作用问题的求解。 FLUENT 软件中带有Pro/E Interface 模块, 该模块用于与Pro/E 软件直接传递几何数据、 实体信息, 能提高建模效率。 在弹药虚拟设计平台中, 将FLUENT 软件作为对弹体结构进行空气动力特性分析的辅助分析软件。
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