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航空发动机三维数值仿真软件

发布时间: 2025-10-26

基本信息

合作方式： 合作开发
成果类型： 软件著作权,新技术
行业领域：
电子信息技术
成果介绍
航空发动机三维数值仿真软件，是基于计算流体力学（CFD）、计算结构力学（CSM）等多物理场耦合仿真技术，用于模拟发动机整机及部件复杂工作状态的核心工业软件。 核心价值：它能够在虚拟空间中精准复现发动机的真实工作状态，透视其内部复杂的气动、传热、燃烧及结构力学等物理细节，从而大幅减少对昂贵物理试验的依赖，缩短研发周期，降低研发成本与风险。 发展背景：长期以来，该领域的高端软件市场被欧美产品垄断。为了打破这一“卡脖子”困境，国内多家顶尖高校、科研院所及企业投入研发，并已取得显著成果。 代表性成果： 北京航空航天大学研发的周向平均准三维仿真程序CAM，在设计点计算中，其涡轮流量的误差相比俄罗斯S2程序减小8%以上，推力误差减小16%以上，展现了高精度和更好的收敛性。 中国航发商发牵头研制的"智周"软件，是我国航空领域首个具有完全自主知识产权的多学科多目标形状拓扑设计优化软件。在某型涡轴发动机的应用中，成功帮助整机耗油率降低1.8%，功率提高2.6%。该软件在2024年11月的第十五届中国国际航空航天博览会上正式发布。
成果亮点
高精度与多物理场耦合 "智周"软件集成了71种优化算法、10种试验设计方法和10种代理模型，兼具多学科设计优化与拓扑设计优化功能。 其算法经过近400个算例的测试，通过率高达95%以上，能够应对复杂场景的计算难题，确保"算得快、算得准"。 北航的CAM程序针对传统模型不足，提出了无黏叶片力模型、基于机器学习的压气机展向分布损失模型等，提升了仿真精度。 自主可控与核心技术突破 这些软件均拥有完全自主知识产权，打破了国外技术垄断，保障了我国航空发动机研发的自主可控和安全可靠。 西北工业大学董素艳团队开发的系列软件，获得了三十余项软件著作权和发明专利，其产品在关键指标参数上达到国内一流水平。 软硬件协同与高效计算 中国航空动力机械研究所利用"天河"超级计算机，实现了对航空发动机燃烧室的精细建模与高效仿真，将单任务仿真时间从一周以上缩短至2小时以内。 德国VirT项目由MTU牵头，实现了多级涡轮机械的CFD模拟在10万核超级计算机上具备“隔夜能力”，极大缩短了设计周期。
团队介绍
中国航发商发"智周"团队 由中国航发商用航空发动机有限责任公司牵头，联合中国航发湖南动力机械研究所、厦门大学共同研发。 核心团队共60余人，成员多毕业于清华大学、上海交通大学、北京航空航天大学等知名高校。 在中国工程院院士尹泽勇的指导下，团队开展了航空发动机多学科设计优化软件的理论和应用研究。 大连理工大学能源装备数字化设计团队 团队负责人徐胜利教授，是中国航发商发-大连理工大学联合创新中心（UIC）主任。 团队以提高航空发动机与燃气轮机关键部件的强度可靠性与气动性能为目标，开发了Desk系列自主可控分析与优化软件，已应用于多家航空研发单位。
成果资料