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2020 - 11 - 25
作者:王晨希  上海安世亚太高频电磁高级技术专家本文共计2216字,阅读时间预计7分钟编者按作者分析了美国空军一号抵御核爆的秘密,包括如何抵御冲击波、核辐射以及电磁脉冲。在抵御电磁脉冲上,美国空军一号用了三层保护机制,可见对飞机这种精密电子飞行器杀伤力更大的当属电磁脉冲。大名鼎鼎的美国空军一号,美国总统的专属座机,被誉为世界上最安全的飞机。这架不同于任何传统客机的总统专机,拥有世界上最顶...
2020 - 10 - 21
作者:陈康 上海交通大学本文共计3111字,阅读时间预计10分钟编者按作者介绍了壁膜现象、欧拉壁膜模型与部分浸润效应的内在机理,并依此建模进行案例测试分析,以此探索不同壁膜接触角下与质量通量下壁膜形态演变规律的差异,希望可以启发更多的思考探索。介绍壁膜广泛存在于日常生活中,并且在工业生产中也扮演重要角色,如汽车车窗的除雾、冰箱设计、食品冷藏技术中冷凝壁膜的杀菌等应用。壁膜是由液滴撞击到固体壁面上形...
2020 - 10 - 13
作者:吴华春 上海安世亚太结构应用工程师本文共计1559字,阅读时间预计5分钟编者按在ANSYS LS-DYNA中,经常遇到Sliding Energy异常,作者在本文中分析了计算模型常出现的2种情况——初始穿透导致的Sliding Energy异常和由于SEGMENT接触导致的Sliding Energy异常,并给出了对应的解决方法。问题提出负的滑移能存在2种情况:■ 第一种情况:GLSTAT中...
2020 - 09 - 26
翻译:赵亚  上海安世亚太流体应用工程师本文共计1320字,阅读时间预计5分钟编者按上周我们谈到多相流的分类及仿真方法,如果大家记忆有些模糊的话,点此链接来回忆上篇内容吧!接下来作者会进行案例分析和行业解决方案解析,展示ANSYS在多相流仿真领域的运用。多相流仿真展望即使当今多相流仿真功能已经十分强大,但是工程师仍在努力推进多相流仿真的边界。他们将融入并模拟更多的物理模型:物化反应、运动...
2020 - 09 - 23
翻译:赵亚  上海安世亚太流体应用工程师本文共计1785字,阅读时间预计6分钟编者按作者分析了多相流的分类、仿真方法及未来发展方向,深入剖析了真实的产品案例和行业解决方案,并提出ANSYS仿真工具可以快速、高效地解决产品设计在多相流仿真中遇到的挑战,为企业的产品设计和生产节约成本。无论是设计高超声速运载工具的除冰系统、进行血液酶测试,还是输送和熔化稀有金属粉末化合物以进行增材制造,或是为...
2020 - 09 - 16
作者:陈诗佳  上海交通大学-巴黎高科卓越工程师学院谢文丽  上海安世亚太流体应用工程师本文共计1755字,阅读时间预计6分钟编者按作者使用Flownex对垃圾处理中心通风系统的局部管线进行模拟,对敞开式处理车间和封闭罐装设备的环境通风系统做出整体评估,并提出改进建议,同时对管线上的风机选型提出明确要求。研究目的随着国内环境三废处理规范要求越来越明细化,各种环保处理工...

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航空照明的完整设计指南
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航空照明的完整设计指南

介绍
航空照明的完整设计指南

工程师们了解制造符合期望的航空照明是极具挑战的



当被询问到飞机上的关键组件时

旅客可能不会立即想到飞机上的照明装置


由于发动机、机翼和起落架与驾驶安全有着密不可分的联系,它们总会最先在人们的脑海中浮现。工程师们深知铆钉和支架的不同可能意味着安全与灾难性事故的区别

航空照明也不例外。它们出现在飞机的外部、座舱和客舱中,每个装置都有明确的用途。工程师们面临的挑战则是在不影响舒适性、实用性或安全性的情况下,将光学集成到各种装置中。


为了减少物理测试

工程师们通过光学仿真来设计

满足航空公司、旅客和监管部门期待的照明系统


航空照明的完整设计指南

如何设计飞机外部照明

飞机外部照明系统的设计、测试和验证过程可能非常耗时,其目的是为了辅助飞行员导航、避免碰撞、降落、滑行以及向其他飞机发出信号等作用。因此,照明系统的功能安全是重中之重。

传统上,这些照明系统使用物理原型进行测试和验证,往往工程师需要在难以安排或预测的条件下完成测试。

航空照明的完整设计指南

工程师可以使用仿真工具

(ANSYS VRXPERIENCE)来分析和优化飞机着陆灯



仿真可以减少

用于验证飞机外部照明所需的许多物理测试



评估整体性能

通过仿真,我们可以在各种配置、天气情况、飞机状态(例如起飞,滑行,着陆)等状态下完成光度、色度、均匀性、照明系统整体性能的评估。


减少预算和产品发布时间

因此,工程师不必为了测试其设计而等待一场完美的暴风雨,数字化的仿真测试可以减少预算和产品发布时间。


多次迭代

工程师甚至可以将仿真进行多次迭代,以针对无法使用物理原型进行测试的边缘情况进行更好地优化



如何设计飞机内部照明

机舱中的灯光具备多种用途。它们可以提供舒适、安全、实用和均匀照明的效果。工程师面临的挑战是如何规避这些装置之间彼此的干扰。



机舱内的照明需要为乘客提供舒适性,功能性和安全性




照明系统

机舱内部照明系统的显著功能是营造让乘客感到舒适的光环境。诸如氛围灯可以模拟白昼间不同的照明状态来帮助乘客在旅途中适应目的地的光照。


氛围灯

然而,提供实用功能的装置可能影响氛围灯的效果。例如天花板和侧壁,这些组件不会造成太大问题,但帮助乘客进行阅读的投射灯可能会对夜间的光环境造成巨大影响。

尽管氛围灯与实用装置的协同是很重要的,但它们在紧急照明系统中仍然处于次要地位。

在这种情况下,

工程师面临着双向挑战:



一方面

需要创造出优质的环境照明系统(以避免乘客在旅途期间引发焦虑)


另一方面

需要创造出应急照明系统,这种系统是为了在危难时刻为大家明确逃生和应急设备的方向

工程师可以使用仿真工具来优化机舱照明系统的舒适性、实用性和安全性。他们可以通过更改诸如系统的颜色、强度和光源以及被照射物体的材质(例如地毯或座椅皮革)之类的参数来实现此目的。



如何优化飞机座舱照明

座舱内的照明系统与机舱内的照明系统类似,它们同样需要为飞行员提供舒适、实用和安全的照明环境;两者的不同之处在于座舱内的照明系统优化需要配合飞行员的表现。

航空照明的完整设计指南

工程师需要设计驾驶舱的照明系统,

以优化飞行员在任何情况下的表现。




驾驶舱

驾驶舱将被照亮和着色,用以在黑暗或耀眼的情况下保持视力。


仪表盘

仪表盘上的光照数值经过优化后,可以帮助飞行员在不遮蔽其他设备的情况下看到重要数据


测试系统

工程师还需要在各种条件下测试所有这些系统,以防止眩光、反射和眼睛疲劳等现象。

然而,这些评估往往在产品研发后期进行,并且改善工作昂贵且耗时。

因此,工程师可以在初期采用仿真的手段

对座舱的照明系统进行分析。



提供信息

这些分析同时可以为飞行员与飞机之间的人机交互界面(HMI)设计提供信息


快速优化

这使工程师能够在各种飞行和光照条件下快速优化仪表板、挡板以及眩光和反射等现象



飞机照明设计仿真工具

ANSYS VRXPERIENCE 和 ANSYS SPEOS的结合可以实现对飞机的外部、内部和座舱照明的仿真与优化。

航空照明的完整设计指南

工程师可以使用ANSYS VRXPERIENCE和ANSYS SPEOS在各种配置和条件下测试飞机照明系统



事实上,这些仿真可以与人眼模型结合使用,

从生理角度评估照明、眩光和反射。



体验环境

工程师甚至可以设计虚拟现实,让他们自己体验这些环境——在任何物理原型被制造出来之前。


模拟运行

软件还使工程师能够在各种设置、固定装置、材料、天气和环境情况之间循环,以确保系统在着陆、起飞、滑行、巡航或紧急情况下正常运行,并避免相互干扰。


来源:ansys

编译:上海安世亚太光学组


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2020 - 11 - 25
作者:王晨希  上海安世亚太高频电磁高级技术专家本文共计2216字,阅读时间预计7分钟编者按作者分析了美国空军一号抵御核爆的秘密,包括如何抵御冲击波、核辐射以及电磁脉冲。在抵御电磁脉冲上,美国空军一号用了三层保护机制,可见对飞机这种精密电子飞行器杀伤力更大的当属电磁脉冲。大名鼎鼎的美国空军一号,美国总统的专属座机,被誉为世界上最安全的飞机。这架不同于任何传统客机的总统专机,拥有世界上最顶尖的防御系统,包括防核弹冲击系统、反导系统、诱饵系统,内部设施包括总统生活区、飞行指挥中心以及大名鼎鼎的The nuclear football核弹密码箱等。▲ 空军一号空军一号有两架,飞行呼号都是Special Air Mission 28000和29000,当美国任何一个空中管制员听到这个呼号后都明白美国总统就在上空。空军一号曾一度是国家机密,用以在平常以及核战争时期充当美军的最高指挥中心。▲ 空军一号内部那么作为世界上安保最全面的飞机,面对末日核打击,该如何保护总统及机上人员安全?下面为大家揭开空军一号抵御核爆的秘密。▲ 核弹密码箱首先需要说明的是,无论空军一号的防护多么完备,发生核爆时都不可能在原爆点存活。因为现今人类发明的最强隔热物质能够隔绝的温度不过几千摄氏度,而核爆原爆点几公里内的温度可以达到上千万摄氏度,热核武器甚至可以达到上亿摄氏度,所有的物质都会瞬间气化。空军一号对核爆的防护主要是针对的是冲击波、核辐射以及电磁脉冲。 抵御冲击波今年8月份,在黎巴嫩首都贝鲁特发生了巨大爆炸,强大的冲击波造成了多栋房屋受损,玻璃震碎,港口完全被炸毁,距爆炸地点10多公里的总统府建筑也因此受损。与贝鲁特硝酸铵爆炸产生的冲击波相比,核爆产生的冲击波威力要强大得多,覆盖范围也要大非常多。▲ 贝鲁特爆炸冲击波▲ 核冲击波 为了抵抗...
2020 - 10 - 21
作者:陈康 上海交通大学本文共计3111字,阅读时间预计10分钟编者按作者介绍了壁膜现象、欧拉壁膜模型与部分浸润效应的内在机理,并依此建模进行案例测试分析,以此探索不同壁膜接触角下与质量通量下壁膜形态演变规律的差异,希望可以启发更多的思考探索。介绍壁膜广泛存在于日常生活中,并且在工业生产中也扮演重要角色,如汽车车窗的除雾、冰箱设计、食品冷藏技术中冷凝壁膜的杀菌等应用。壁膜是由液滴撞击到固体壁面上形成的。液滴撞击壁面后的情况有以下四种:■ 附着(stick):液滴以很小的动能撞击壁面并近似保持球形;■ 反弹(rebound):液滴改变速度,相对完整地离开壁面;■ 铺展(spread):液滴以中等动能撞击壁面并铺展为壁膜;■ 飞溅(splash):液滴的一部分留在壁膜中,另一部分以一些更小尺寸的小液滴离开壁面。薄膜假设:壁膜厚度远小于壁面的曲率半径,壁膜在厚度上的属性是一致的,且壁膜流动平行于壁面。基于以上假设下的壁膜模型分为基于场的欧拉壁膜模型和基于粒子的拉格朗日壁膜模型。本文采用欧拉壁膜模型。▲ 图1. 壁膜模型示意图▲ 图2. 液滴与壁面相互作用决策图欧拉壁膜的质量、动量、能量守恒质量守恒等式左边:非稳态项和对流项;等式右边:单位面积下的质量源项,如液滴收集、壁膜分离、壁膜脱落、相变等行为下,需更新壁膜质量源项。动量守恒等式左边:非稳态项和对流项等式右边:→ 第一项:扩散项:其中,压力=气流压力+垂直于壁膜的重力分量+表面张力→ 第二项:重力源项:平行于壁膜的重力分量→ 第三&四项:净粘性切应力源项:气流-壁膜之间&壁面与壁膜之间→ 第五项:动量源项:液滴的收集与分离→ 第六项:表面力源项:壁膜的表面张力、壁膜与壁面间的接触角能量守恒等式左边:非稳态项和对流项等式右边:→ 第一项:气流-壁膜间与壁...
2020 - 10 - 13
作者:吴华春 上海安世亚太结构应用工程师本文共计1559字,阅读时间预计5分钟编者按在ANSYS LS-DYNA中,经常遇到Sliding Energy异常,作者在本文中分析了计算模型常出现的2种情况——初始穿透导致的Sliding Energy异常和由于SEGMENT接触导致的Sliding Energy异常,并给出了对应的解决方法。问题提出负的滑移能存在2种情况:■ 第一种情况:GLSTAT中的滑移能在初始状态就出现负值,如图-1所示。▲ 图-1 第一种能量异常图■ 第二种情况:CAE工程师在利用ANSYS LS-DYNA进行计算时,很多时候会碰到图-2所示的状况,严重的能量不平衡。内能、滑移能在计算前期表现还算正常,但是到计算后期,内能、动能、滑移能严重偏离,导致整个模型能量异常,计算结果不可信。▲ 图-2 第二种能量异常图解决方法第一种情况的解决方法(初始穿透)在仿真模型中出现初始穿透,导致初始的滑移能为负值。仿真穿透模型如图-3所示。产生机理:LS-DYNA在进行接触搜索时,发现存在网格穿透问题,需要把穿透部分的节点移到不穿透的位置,这可以在LS-DYNA软件中设置。如图-4所示,当把初始穿透清除后,其滑移能和整个模型能量表现正常(如图-5所示)。▲图-3 存在初始穿透模型▲ 图-4 清除初始穿透模型▲ 图-5 第一种能量正常图初始穿透解决方法有以下几种① 手动调整单元节点  在进行模型网格划分和设置零件厚度时必须确认是否存在干涉,即必须考虑壳单元的接触厚度。如果发生穿透,可以从计算出的message或d3hsp文件中对关键字“initial penetrations”进行搜索,找到相关单元,然后调整单元节点,消除初始穿透。在一些专门的前处理软件中,例如ANSA,HYPERMESH、SpaceClaim在提交计算前对模型进行...
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