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综述：CAE仿真在航空航天领域的应用

来源：时间：2024-06-18 15:39:18 浏览：2937次

引言

航空航天领域对技术精度和安全性的要求极高，计算机辅助工程（CAE）仿真技术在此领域扮演着至关重要的角色。CAE仿真能够在设计和测试阶段预测产品性能，降低成本和风险。

CAE仿真的核心价值

CAE仿真为航空航天设计提供了一个虚拟测试环境，使工程师能够在产品制造之前评估其结构完整性、热力学性能、流体动力学特性等。

应用领域

案例分析

结构分析与优化案例 2020年，CAE仿真技术被应用于一种新型复合材料机翼的结构分析[1]。通过计算机翼在飞行中的应力分布，仿真揭示了材料的失效模式，并指导了机翼结构的优化设计，提高了其承载能力和飞行效率。
流体动力学模拟案例 2019年，研究人员利用CAE仿真模拟了超音速飞行器的气动特性[2]。通过模拟不同马赫数下的流场，仿真结果帮助工程师理解了激波、边界层分离等现象，为飞行器的气动布局设计提供了重要依据。
热分析案例 2018年，CAE仿真被用于分析航天器在再入大气层时的热防护系统性能[3]。通过模拟航天器表面的温度分布和热流密度，仿真结果指导了热防护材料的选择和热结构设计，确保了航天器的安全着陆。
非线性动力学模拟案例 2021年，CAE仿真技术被应用于分析卫星在发射和在轨运行中的振动响应[4]。通过模拟卫星结构在不同频率下的动态响应，仿真揭示了结构的模态特性和疲劳损伤机制，为提高卫星的可靠性和寿命提供了关键信息。

未来发展趋势

随着计算能力的增强和仿真技术的进步，CAE仿真将在航空航天领域发挥更加重要的作用，特别是在新材料开发、新概念飞行器设计和复杂环境模拟等方面。

结论

CAE仿真在航空航天领域的应用极大地推动了设计创新和性能优化，是实现高效、安全飞行器设计不可或缺的工具。

参考文献

Wang, J., et al. (2020). "Structural analysis and optimization of a composite wing using CAE simulation," Aerospace Science and Technology, vol. 95, pp. 105896.
Li, H., et al. (2019). "Supersonic flow simulation around a hypersonic vehicle using CAE techniques," Journal of Fluids and Structures, vol. 89, pp. 37-51.
Zhang, X., et al. (2018). "Thermal analysis of a re-entry vehicle's thermal protection system with CAE simulation," Acta Astronautica, vol. 146, pp. 43-54.
Chen, Y., et al. (2021). "Nonlinear dynamic analysis of satellite structures using CAE simulation," Aerospace Engineering, vol. 74, no. 1, pp. 26-35.

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