计算流体力学在航空航天领域正发挥着越来越重要的作用,但传统串行计算和小规模并行计算由于其规模和速度的限制,计算精度和计算效率难以满足实际工程要求。在超级计算机上应用计算流体力学软件CFD++,依次对串列双圆柱、30P30N高升力多段翼和翼身组合体的气动力进行大规模并行模拟,输出各种气动条件下的表面压力系数、升力系数和阻力系数,并将模拟结果与实验结果相比较。对比结果显示模拟结果与实验结果相符合,准确地模拟了各类复杂流动,可以对大规模高性能计算进行性能评估,获得较好的并行效率和加速比。

为扩大国产超级计算机在国内航空航天工业领域的应用,面向大展弦比机翼气动结构综合优化设计的实际问题,基于具有大量工业应用和自主知识产权的CFD软件TRIP和CSD软件SiPESC,应用改进的三维类别/形状变换(CST)参数化方法、差分敏度并行计算策略和移动渐近线(MMA)等大规模优化算法,通过TRIP+SiPESC耦合气弹分析软件预测气动载荷,发展了一套机翼型架外形的优化设计方法。以CRM标模内插机翼为例,针对无弯扭的初始型架构型,以气动外形展向几何扭转分布和结构有限元模型一万个壳单元厚度为设计变量,实现1-g载荷气动优化和2.5-g载荷结构优化的综合;在不降升阻比、满足最大应力/位移的约束下,俯仰力矩系数改善近40%,针对本文假设材料和初定的尺寸参数,机翼减重近9%,验证了方法和软件的有效性。该方法直接采用产品级高保真的自主静气弹分析软件预测气动...