案例研究

Ansys软件驱动RPL学生设计创新，最大化教育体验

“将Ansys整合到我们在南加州大学火箭推进实验室的工作中，帮助我们的团队以新的信心和新的复杂性进入几年前我们认为遥不可及的项目。除了它的技术贡献，使用Ansys仿真软件也鼓励RPL成员获得工程分析的深刻理解，培养他们成为一些最好的工程师从我们国家的大学毕业。”

——Mark McDermott，南加州大学火箭推进实验室分析主管

介绍

作为第一个将火箭送入太空的大学生团队，南加州大学火箭推进实验室(RPL)必须分析许多技术领域的复杂问题。自从采用Ansys软件以来，RPL已经获得了对关键系统行为的新见解，以预测和优化组件性能。Ansys软件现在已被纳入标准分析技术，用于评估手工无法有效分析的现象，并验证预测的行为。

挑战

使用Ansys使RPL能够扩展其在固体推进方面的专业知识，并从头开始设计新的液体燃料火箭发动机。这个项目给团队带来了新的流体流动、传热、振动、结构和数据采集问题的挑战。虽然手工计算可以在设计的头脑风暴阶段有所帮助，但Ansys模拟可以将头脑风暴的想法转化为可测试的设计

工程解决方案

• Ansys流利用于确认液体发动机手工计算的针状喷射器几何尺寸提供了充分的混合，均匀的流动分布和压力梯度，以防止从燃烧室回流，并保持在上游管道的限制范围内。
• Ansys机械瞬态热模拟确保绝缘和温度管理元件将关键部件保持在所需的温度范围内
• Ansys Workbench界面中的参数化输入和输出可以在多种可能的环境中快速验证设计。
• 结构模拟确定了螺栓尺寸和歧管材料的选择。

好处

通过快速迭代和确认设计选择，RPL使用Ansys软件提供了技术理解和文档，从而通过了设计审查，获得了资金，并在短短9个月内开始了第一次液体推进的尝试。拥有Ansys工具的实际操作经验也为RPL成员在工业中工作做好了准备。通过快速分析物理现象，并演示需要彻底了解组件环境，以建立准确的仿真，Ansys软件可以进行工程判断。