虹科Nimbix云帮助加利福尼亚大学圣地亚哥分校太空探索和开发的学生加快火箭发动机设计过程

虹科Nimbix云帮助加利福尼亚大学圣地亚哥分校太空探索和开发的学生加快火箭发动机设计过程

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SEDS UCSD,加州大学圣地亚哥分校的太空探索与开发是一个由热情的学生们组成的组织,致力于与航空航天和火箭相关的尖端大学工程项目。SEDS在我们的项目中广泛使用虹科Nimbix云平台。

      Ignus II发动机是一种3D打印的压力供给液体双组元推进剂火箭发动机,使用Jet-A的精炼煤油(商用飞机和其他飞机使用的喷气燃料)和液氧。为了使发动机按设计运行,燃料和氧化剂必须通过复杂的内部几何形状并以精确的压力和流速输送到燃烧室。

  使用传统的纸笔方法计算这些压力需要许多假设,可能会出错或导致学生组织难以获得广泛的测试程序。 借助CFD(计算流体动力学)软件,这些复杂问题的解决方案变得更加容易实现,工程师也能够在进入制造或测试阶段之前对他们的设计如何执行有一个很好的了解。

   然而,这些程序可能需要大量的计算资源,而学生组织很少能获取到这些资源,有时需要数天才能产生结果。在使用虹科Nimbix云之前,我们依赖校园内团队可用的计算机。虽然我们能够对我们的零件进行基本的CFD测试,但生成的结果难以信服。使用虹科NimbixANSYS,我们的团队能够快速运行高保真仿真并根据结果调整我们的设计。对于时间和资金有限的学生团队来说,事实证明Nimbix平台上的ANSYS产品是宝贵的。

   上传仿真几何或ANSYS工作台文件既快速又简单,您可以直接进入仿真。 我们运行的仿真是在虚拟桌面上完成的,您可以选择要用于仿真的计算资源量进入虚拟桌面后,体验与在个人桌面上使用ANSYS完全一样。虹科Nimbix平台上几乎没有学习曲线,我们很快就习惯了该软件。

“虹科Nimbix使用起来非常简单,并且可以很好地融入我们的CFD工作流。

   我们如何利用在虹科Nimbix上运行的ANSYS Fluent的一个例子是确定我们的再生冷却通道所需的燃料进口压力,以提供进入燃烧室的适当燃料流速。为了防止燃烧室熔化,燃料通过发动机壁上的微小通道,在注入发动机并燃烧之前吸收热量。冷却通道中的压力损失也决定了我们必须给火箭上的油箱加压什么,这最终会影响油箱的厚度,从而影响火箭的整体质量。虹科Nimbix在确保我们的推进剂罐达到适当压力方面非常有帮助。ANSYS Fluent还用于分析我们燃料喷射器中的流体流动,其关键任务是以正确的比例和分布输送燃料和氧化剂,以保持高效和均匀的燃烧。在 Ignus II中,四个环形歧管,用于煤油和液态氧各两个,吸收推进剂并将它们作为小射流喷入燃烧室。一旦进入燃烧室,这些射流就会相互碰撞并吹散成微小的液滴,这些液滴可以有效地混合和燃烧。虹科 Nimbix上的ANSYS Fluent使我们能够确保推进剂在我们的喷射器内按设计流动,以便发动机按预期运行。

  这些仿真使我们在进行任何潜在破坏性和昂贵的测试之前对我们的设计更有信心。在使用虹科Nimbix之前,我们可能需要等待数天才能获得结果,然后需要对其进行分析以指导我们的设计。虹科Nimbix平台让我们在制造发动机之前就对它充满信心,并引导我们进行优化设计,该设计在第一次迭代时按预期运行。去年6月,我们的发动机如预期般运行,在该发动机和SEDS UCSDColossus移动发送机测试台的首次运行中,所有这些仿真工作都得到了回报!

 

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