产品定位与模块体系
Ansys FENSAP-ICE 是面向飞行器结冰与积冰仿真分析的专业软件,覆盖机载结冰条件的全流程仿真:从三维气流场求解、水滴与冰晶撞击模拟、到积冰生长与相关的空气动力学性能退化评估,并为防冰与除冰系统设计提供热载荷分析支持。产品由多个专职求解模块与配套工作流构成。
流场求解模块
FENSAP 是产品的主流场求解器,基于三维 Navier-Stokes 方程计算机翼、发动机吊舱、进气道等对象周围的气流速度场与压力分布,为后续水滴运动与积冰计算提供流动条件。求解器支持大规模并行计算,可在 Linux、Windows 等多种平台上运行。
水滴与冰晶撞击模块
DROP3D 模块负责求解水滴与冰晶的运动、收集与撞击分布。它能够模拟自然飞行以及结冰风洞中常见的液态水含量与液滴尺寸分布,支持空间不均匀的水滴场,并覆盖冰晶与过冷大液滴等特殊结冰条件,与适航取证包线要求衔接。
积冰生长模块
ICE3D 模块计算表面结冰的生长过程,支持明冰、霜冰与混合冰类型,能够输出冰形分布与粗糙度。模块同时处理回流水膜运动,并可用于驾驶舱与风挡玻璃在零上温度下的可视性研究,评估加热防冰表面对冰生长的影响。
共轭传热与防冰分析模块
CHT3D 与 C3D 模块支持共轭传热分析,可评估防冰与除冰系统的热载荷需求,判断热气、电加热等防冰方式在表面温度控制下的效果。产品提供防冰系统热载荷与防/除冰性能的仿真评估能力。
旋转部件冰裂与脱落模拟
针对风扇叶片、螺旋桨与直升机旋翼等旋转部件,FENSAP-ICE 支持冰层裂纹与脱落仿真,评估旋转离心力与气动力作用下的冰脱落行为,为下游部件安全与发动机性能评估提供输入。
网格优化与前处理
产品内置 OptiGrid 网格优化工具,基于求解结果对非结构混合网格进行各向异性细化,降低高质量网格获取成本;同时兼容基于 CAD 的常用网格生成工具,便于复用既有空气动力学网格开展结冰分析。
多次积冰工作流与 Fluent 集成
软件支持多次积冰(Multi-Shot)工作流,可自动针对多个积冰层重新划分结冰几何网格,尤其在薄冰条件下提升冰形精度;FENSAP-ICE 可通过多次运行类型使用 Fluent 网格划分工作流生成的网格,简化以 Fluent 作为流场求解器时的前处理环节。