Lufthansa Technik利用Ansys仿真解决方案,创造并验证了一种受鲨鱼皮启发而诞生的飞机涂层技术,该技术可显著减少阻力、燃油消耗和二氧化碳排放
主要亮点
- Lufthansa Technik通过集成Ansys仿真解决方案,开发并验证了创新型飞机涂层技术AeroSHARK,该技术模拟鲨鱼皮的特性,能够减少飞机阻力和摩擦力
- 通过使用Ansys软件仿真整架飞机,Lufthansa Technik降低了飞行测试技术的风险,并大幅缩短认证时间
全球领先的飞机技术服务提供商之一Lufthansa Technik,通过集成Ansys仿真解决方案进行AeroSHARK的设计和认证,这是一种模拟鲨鱼皮的仿生涂层技术,可显著减少燃油消耗和二氧化碳(CO2)排放。
通过利用Ansys计算流体动力学(CFD)和高性能计算(HPC)技术,Lufthansa Technik与化工企业巴斯夫(BASF)合作设计出具有精细脊状突起结构(被称为肋条)的涂层薄膜。该肋条结构(沟槽结构)效应模仿了鲨鱼皮上的盾鳞,后者可通过减少阻力和摩擦力以及增加浮力,帮助鲨鱼轻松地在水中穿行。工程师使用Ansys CFD对肋条结构周围的湍流现象进行分析,以确保产生相同的效果。
Lufthansa Technik利用Ansys仿真工具构建和验证更小型、更通用的AeroSHARK虚拟原型,然后通过全面的空气动力学仿真对原型进行扩展和定制。由于能够仿真整架飞机(包括飞行行为),并使用创新的湍流建模功能验证肋条效应,Lufthansa Technik既降低了物理飞行测试的风险,也大幅缩短了认证时间。
Lufthansa Technik利用Ansys CFX创建了波音777-300ER的CFD模型,包括逼真的机翼形状。这有助于确定作用在飞机上的压力分布以及相应的力和力矩
AeroSHARK已获得欧盟航空安全局(EASA)和美国联邦航空管理局(FAA)的认证,可用于两种波音777机型,目前分别由瑞士国际航空公司(SWISS)和汉莎货运航空(Lufthansa Cargo)公司负责运营。一旦Lufthansa Cargo的11架波音777F和SWISS的12架777-300ER飞机全部接受AeroSHARK改装,Lufthansa Group每年将减少超过25,000吨的碳足迹。
Lufthansa Technik负责飞机性能、CFD和飞行测试的高级工程师Stefan Kuntzagk表示:“AeroSHARK可以极大地促进航空运输的可持续发展。通过Ansys仿真解决方案,我们能够以准确可靠、稳健而且高计算效率的方式对飞机和空气动力学行为进行建模,增强和扩展我们的鲨鱼仿生技术,从而使整个子机队更加环保,降低燃油消耗,并减少商用飞机的二氧化碳排放。”
目前,由于仿真驱动测试大获成功,飞机的40%已经可以被AeroSHARK覆盖,并计划将覆盖范围扩展到飞机的其他区域。
Ansys全球销售与客户卓越部高级副总裁Walt Hearn表示:“客户的创造力经常让我们赞叹不已,Lufthansa Technik开拓性的AeroSHARK涂层技术也同样让我们感到惊艳,该技术有望显著降低燃油消耗和二氧化碳排放。我们的客户不断地向业界证明,当Ansys仿真解决方案与新颖巧思和远见卓识合而为一时,一切皆有可能。由于更具可持续性的推进系统仍在研究和测试中,像AeroSHARK这样能够起到立竿见影效果的创新技术,对于减少航空业的碳足迹至关重要。
(文章来源公众号:Ansys)
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