NASA利用先進的超級計算技術設計未來飛機
這不是超現代的藝術。這張圖片由美國宇航局的高性能計算機生成,顯示了正在虛擬風洞中測試的跨音速桁架支撐翼(TTBW)飛機概念,顯示了其機翼與周圍空氣的互動。在這種情況下,沿著機翼前部的暗紅色區域代表了高速氣流,因為TTBW的機翼比今天的商業客機的機翼要薄,可以刺穿空氣。棕褐色的區域顯示了由空氣動力機翼產生的相對平滑的尾流。
美國宇航局的高性能計算機已經生成了這張圖像,顯示了正在虛擬風洞中測試的跨音速桁架支撐翼(TTBW)飛機概念。該圖像強調了飛機的機翼與周圍空氣的互動。資料來源:NASA/Oliver Browne
TTBW飛機由於其較長、較薄的機翼由空氣動力桁架支撐,因此產生的阻力較小。在飛行中,它可以比標準客機少消耗10%的航空燃油。
跨音速桁架支撐翼飛機自由空氣配置的可視化,顯示了時間平均的表面壓力係數輪廓(紅色為高,藍色為低)和由表面皮膚摩擦力定義的流線。圖像顯示了沿機翼跨度的衝擊,包括衝擊位置的跨度變化,以及突出衝擊下游的分離流區域的流線。Oliver Browne, NASA/Ames
位於加利福尼亞的美國宇航局艾姆斯研究中心的高級超級計算部門製作了這張圖片,作為轉型工具和技術項目為TTBW研究開發計算工具工作的一部分。
1月,NASA為其可持續飛行演示器項目選擇了波音公司的一個TTBW概念。
美國宇航局和波音公司已經聯手設計了一架跨音速桁架機翼(TTBW)飛機,該飛機採用了尖端技術,可以大大提高商用飛機的燃油效率。TTBW飛機具有獨特的結構,具有高長寬比的機翼和機翼及支柱,可應對複雜的空氣動力學現象,如跨音速緩衝、分離流動和湍流尾流。
標準的行業做法是採用基於雷諾平均納維-斯托克斯(RANS)的計算流體動力學(CFD)分析來預測緩衝區的發生,但準確的預測可能需要更精確的尺度解算CFD模擬來預測緩衝區的發生和分離流的發展。因此,NASA的先進航空運輸技術項目已經啟動了一項多中心合作的努力,以創建新的模擬技術來預測TTBW和類似的桁架式機翼配置的性能,特別是預測跨音速緩衝的開始。