Кажется, что это было почти вчера, но с момента моей предыдущей публикации в блоге прошло вот уже три года. В той публикации я показал, какую роль играет система кондиционирования воздуха в салоне самолёта (ECS - Environment Control System) в обеспечении комфорта пассажиров, а также рассказал об участии компании ANSYS в консорциуме Cabin Air Reformative Environment (CARE).
В недавнем выпуске журнала ANSYS Advantage читатели могли заметить статью по этой теме. Думаю, пора поделиться самой свежей информацией с читателями блога.
Я координировал работу компании ANSYS в рамках консорциума CARE и могу сказать, что мы изучили множество важных моментов, касающихся действующих в отрасли требований к моделированию и компьютерному анализу ECS систем, в полной мере учли эту информацию и достигли существенного прогресса и весомых результатов при разработке нашего программного обеспечения.
Кроме построения высокоточных моделей для исследования салона самолёта методами вычислительной газодинамики (CFD, computational fluid dynamics), консорциум CARE выполнил обширное исследование по построению комплексной модели всей системы целиком: начиная от программного обеспечения для управления давлением в салоне, и до отдельных компонентов, таких как воздуховоды и система герметизации. Построение такой модели потребовало использования различных постановок задачи (от 0D до 3D) и учёта программного обеспечения системы управления, которое было интегрировано в единую модель системы ECS. Такой связанный многодисциплинарный расчёт стал возможен благодаря использованию программных продуктов ANSYS Simplorer, ANSYS Fluent и ANSYS SCADE.
Консорциум CARE не стал останавливаться только на разработке компьютерной модели ECS системы. Результаты моделирования были сопоставлены с экспериментальными данными, полученными на полномасштабной модели секции салона самолёта MD82 в Тяньцзиньском университете (Китай). Эта работа была освещена в журнале ANSYS Advantage в этой статье.
Важным результатом проведенных исследований стало осознание того, что только объединение 3D модели салона, элементов ECS системы и программного обеспечения позволяет достичь колоссально глубокого уровня понимания работы всей системы в целом. Такого понимания невозможно достичь ни на основе анализа отдельных элементов ECS системы, ни на основе натурных испытаний на стендах или в самолёте.
Мы также наметили несколько направлений для улучшения процесса моделирования. Два из них касались скорости расчётов и создания модели: первое заключается в ускорении расчёта 3D модели отсека салона, что позволило бы проводить расчёт для всего профиля полёта с разумными временными затратами. Второе направление – усовершенствование работы с библиотеками системных компонентов, которые связываются с высокоточной 3D моделью салона. По обеим направлениям достигнут существенный прогресс в программном обеспечении.
Что касается моделей элементов с уменьшенной размерностью (reduced order models), то нами разрабатывается ряд новых подходов, и некоторые из них уже были использованы при моделировании ECS системы. По следующим ссылкам вы можете более подробно ознакомиться с двумя подходами: SVD и LTI.
Для системного моделирования в ANSYS 17.0 была добавлена поддержка модуля Modelica, благодаря чему стали доступны более 1500 дополнительных элементов из стандартной библиотеки, а также библиотеки гидравлических и пневматических систем.
Как вы можете видеть, компания ANSYS уделяет большое внимание возможностям, которые предоставляет участие в консорциумах типа CARE, ведь они объединяют лучшие организации в отрасли, продвигают прикладные исследования (как в случае с задачами обеспечения комфорта и безопасности пассажиров), а также обеспечивают высокий уровень нашего программного обеспечения, которое благодаря постоянному процессу усовершенствования отвечает не только текущим, но и будущим запросам отрасли.
Надеюсь, мою следующую запись о ECS системе в блоге не придётся ждать три года!
Источник: http://www.ansys-blog.com/thermal-management-aircraft-cabins/
Автор: Bala Sasanapuri
