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計算流體力學技術團隊

計算流體力學技術團隊

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一、團隊簡介

氣動院計算流體力學中心(簡稱CFD中心)擁有一支專業的CFD技術團隊,依托于高性能計算集群和自主研發的氣動計算平臺,為我國航空航天和民用技術領域客戶提供專業的CFD技術服務,下分三個技術室。

CFD中心機構設置:

CFD中心合影

二、硬件資源

CFD中心的硬件資源主要位于沈陽地區。CFD硬件設備根據工作的需求,可以分成兩類:第一,圖形工作站,主要用于CFD流場前后處理工作;第二,并行計算集群,主要用于CFD流場計算工作。

l  圖形工作站

    圖形工作站40臺,主要用于流場前后處理工作。

 

高性能CFD圖形工作站

 

l  大型并行計算集群

主要用于CFD流場計算工作,具有國家二級保密資質,當前暫不設置互聯網訪問功能。

目前,CFD中心的大型并行計算集群具有330萬億次浮點運算能力,配置有作業調度系統和各類CFD計算軟件,可完成大規模的型號計算與研究型計算任務。

 

大規模并行計算集群

 

三、軟件資源

氣動院經過多年積累,形成了以自研軟件為主的CFD軟件體系,在航空航天領域經過了大量的型號驗證,可滿足從飛機概念設計階段快速評估到詳細布局方案精細優化階段精確分析,從低亞聲速到高超聲速流動模擬等不同層次及速域的CFD計算需求。

 

航空氣動院的CARIA-CFD軟件系統

 

氣動院所有自研軟件集成了當今CFD技術的先進算法,并且經過了大量標準算例的驗證與確認,在多個型號研制過程中獲得了廣泛應用,并由專門的研發團隊進行算法研究和軟件開發,保持軟件的先進性和可信度。

CARIA-CFD系統主要由四部分構成:快速評估系統、N-S評估系統和特種計算系統。

l  氣動力快速評估系統

快速評估系統以CFD發展歷程中早期的經典面元法算法為主,包括低階面元法、高階面元法及非定常面元法等模塊,主要應用于飛機早期概念設計階段的快速評估氣動力計算。

 

面元法表面單元及尾跡示意圖

 

l  N-S評估系統

N-S評估系統通過求解N-S方程,來獲取繞流物體的力學性能。該子系統由四個先進的流場解算器構成:基于非結構混合網格的UNSMB計算平臺、基于多塊結構網格的ENSMB計算平臺、基于直角網格的ZNSMB計算平臺和基于非結構重疊網格的Overset計算平臺。

 

自研CARIA航空計算平臺

 

該N-S評估系統的主要特點:

(1)專用的面向航空航天飛行器設計的CFD軟件平臺

Q  高精度氣動、大攻角等計算能力

Q  充分驗證和確認,高可靠性

Q  完整的用戶使用指南

(2)工業級空氣動力計算工具

Q  大規模并行計算能力,適合工程應用

(3)提供CFD可持續發展的平臺

Q  開放的框架和數據結構

Q  CFD最新研究成果可及時集成到該平臺

Q  工業計算和基礎研究均可使用該平臺

(4)支持多樣的運行環境

Q  支持Windows的界面或命令運行方式

Q  支持Linux環境運行方式

l  特種計算系統

特種計算系統為N-S評估系統圍繞航空型號研制需求衍生的特種計算模塊,目前包括飛行器結冰計算、氣動噪聲計算、高超聲速氣動力/熱計算、氣動彈性計算等模塊。

l  商業軟件系統

 

在商業軟件方面,氣動院具有主流CFD軟件使用版權,在并行計算集群上進行了環境配置與安裝。CFD中心對CFD商業軟件的使用研究多年,具有較豐富的工程使用經驗。

四、業務范圍

● 復雜流動數值計算服務:針對復雜構型和復雜流動現象進行精細化的數值計算和分析。研究對象包含民用飛機、軍用飛機、無人機、發動機、導彈、高鐵、汽車、建筑、家電、石油、水力、農業等各類涉及流體運動的工業領域。服務內容包含:

→ 流體性能計算與分析:依托多年CFD軟件研發經驗及在航空型號研制中積累的CFD使用經驗,運用自研軟件或客戶指定軟件,完成流體性能分析,給出分析報告。

→ 流體外形優化與設計:利用反設計和優化軟件,進行流體外形的多目標、多約束優化設計,為客戶提供改進方向。

→ 特種計算服務:提供多學科、多物理場的計算服務,如結冰、噪聲、氣彈、氣動熱、多相流等計算服務。

● 高性能計算集群租賃服務:我院為軍工保密網絡,遵守國家秘密及商業秘密規定。客戶可采用指定軟件或氣動院自研軟件,租用高性能計算集群完成計算任務。

● 流體力學計算軟件定制服務:面向各類氣體、液體流動問題的工業領域,按照客戶要求開發專用的計算流體力學計算軟件。

● CFD專業技術咨詢與培訓:免費提供CFD專業技術咨詢。針對CFD作業中的網格生成、求解器使用、流場后處理等提供培訓服務。

 五、聯系方式:

 

CFD中心主任

李艷亮

024-86566602

[email protected]

CFD中心副主任

史萬里

024-86566670

[email protected]

軟件研發室主任

唐海龍

024-86566671

[email protected]

工程計算室主任

章錦威

024-86566683

[email protected]

數字化及大數據室主任

李鴻巖

024-86566644

[email protected]

 

綜合科研團隊

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