· FlightStream®革命性的快速流體力學分析設計工具

FlightStream是一款基于表面元方法的流體力學求解器。針對亞、跨音速飛行器設計者的需求，FlightStream可以求解不可壓縮和可壓縮流動，應用領域包括螺旋槳飛行器、風力渦輪機、無人機、高亞音速運輸機、飛機以及外掛物和機翼分離分析等等。

FlightStream具有的非結構化表面元可壓縮流體求解器，可以不用生成繁瑣的體網格，避免了計算結果的穩定性對網格的依賴。FlightStream可以為飛機氣動性能優化設計提供參考，所需的時間僅為常規CFD求解器的一小部分。它具備專有的CAD集成庫，允許用戶導入在任何商業CAD/CAE軟件（例如SolidWorks，AutoCAD，NX，CATIA等）中設計的幾何模型。與傳統CFD求解器相比，FlightStream的表面元渦度求解器可以在非常小的網格尺度下工作，從而可以減少用戶用于生成高保真度曲面網格的成本。

FlightStream是當今航空航天、船舶和能源領域中應用中功能最多，大的空氣動力學分析工具之一。

FlightStream擁有自己的CAD庫，可與所有商用CAD/CAE軟件（如NX、SolidWorks、Catia、Solid Edge等）兼容。 任何可以生成CAD文件并以IGES或Parasolids格式導出的軟件都可以直接導入到FlightStream中，然后利用自動化網格劃分工具，可以讓用戶快速創建FlightStream求解器的曲面網格，并且進行快速求解。

FlightStream還能夠將表面流參數和空氣動力學載荷輸出到Tecplot 10，Tecplot 360和ParaView等通用后處理軟件進行處理和進一步計算準備。在結構分析方面，FlightStream可以輸出FEA表面網格，同時輸出氣動力或壓力分布給有限元分析軟件（例如Abaqus等）進行進一步有限元分析。FlightStream也與ModelCenter優化和設計分析軟件無縫集成，并且可以在優化流程中直接使用。

驗證案例

1、NASA ROBIN直升機標準模型

NASA ROBIN（Rotor Body Interaction：旋翼-機身相互作用）模型是NASA對一個通用直升機機體進行的一系列風洞試驗，該模型帶有一個*鉸接的轉子，稱為通用轉子模型系統（GRMS）。試驗結果發表在公開的*備忘錄80051：“直徑3.15米直徑單旋翼直升機風洞模型的機身表面壓力測量”。ROBIN模型被美國和NASA旋翼機組用于仿真軟件代碼的驗證工作。

直升機旋翼引起的下洗氣流和尾翼通常對機體整體性能產生影響。這些效果通常在懸停和低速飛行中進行卸載和偏航操作時尤為明顯。機身周圍的不均勻氣流有可能引起通過旋翼平面的不均勻下洗氣流的副作用。因此，它也在該項案例中被復現，用于驗證FlightStream在懸停和前進飛行工況中，穩定流動環境對旋翼的機身下轉效果進行建模的能力。如下圖所示，FlightStream可以在各工況下高精度預測表面壓力。而每個飛行工況可以在不到一分鐘的時間內求解完畢。

2、NASA XC-142 V/STOL穩態螺旋槳動力飛行器

AIAA SciTech 2018年度會議于2018年1月在美國佛羅里達州的基西米召開。在此次會議中，Terrafugia和Flight in Flight展示了FlightStream中穩態螺旋槳模擬執行器模型的驗證研究。在此次會議中，展示了應用FlightStream進行穩態螺旋槳動力飛行器標準模型的驗證模擬案例。該項案例使用了標準的NASA XC-142 V/STOL機型模型，允許對四個發動機短艙和主翼進行進行傾斜翼建模。

針對XC-142 1:11模型風洞數據驗證了FlightStream分析結果的準確性。關鍵的是，因為該求解器只需要使用表面網格和渦度求解，所以在標準工作站上僅需要10分鐘就可以得出這個計算結果。

以下為FlightStream仿真結果與風洞試驗數據的對比：

3、PIPER PA-24有動力或無動力螺旋槳飛行器

PIPER PA-24于1969年在美國宇航局Langley研究中心的全尺寸風洞中測試，結果于1970年3月在一份名為NASA TN D-5700的技術報告中提出。這些測試包括動力和非動力飛行。考慮到美國宇航局技術報告中存在大量的數據，這個模型在動力和非動力條件下都存在，我們使用PIPER PA-24作為測試FlightStream的標準驗證模型。

這項驗證研究是由DARcorporation工程師在2017年初進行的，目的是驗證FlightStream在穩態螺旋槳飛機模型上的計算能力，確認可以捕獲精確的空氣動力學效應，測量負載、力矩以及壓力分布。該驗證研究的結果在2018年1月舉行的AIAA SciTech會議上由DARcorporation的工程師發表。本研究的三個圖表顯示了有動力和無動力飛行工況。針對PA-24模型，FlightStream在標準筆記本電腦或工作站上的只需不到一分鐘的時間即可計算出一個工況的收斂解。

參考文獻

AIAA-2018-2070 : Longitudinal Aerodynamic Characteristics of a V/STOL Tilt-wing Four-Propeller Transport Model using a Surface Vorticity Flow Solver

AIAA-2018-1259 : Investigation of the Static Longitudinal Characteristics of a Full-Scale Light Single-Engine Airplane using a Surface Vorticity Solver

AIAA-2017-0235 : Optimizing Engine Placement on an Aircraft Wing using Bio-mimetic optimization and FlightStream

AIAA-2017-1418 : Surrogate Models for Surface Vorticity

AIAA-2016-0779 : Aircraft High-Lift Aerodynamic Analysis Using a Surface-Vorticity Solver

Journal of Aircraft : Aerodynamic Loads over Arbitrary Bodies by Method of Integrated Circulation
AIAA-2015-2734 : Predicting the Aero Loads Behind a Propeller in the Presence of a Wing Using FlightStream

AIAA-2015-2880 : Aerodynamic Optimization of Integrated Wing-Engine Geometry using an Unstructured Vorticity Solver

RESEARCH IN FLIGHT網站鏈接：http://researchinflight.com/