密歇根漫长而寒冷的冬季,使得 M-Fly 团队只剩下一个半月的时间来设计和测试参加 SAE 竞赛的飞机。得益于 modeFRONTIER,团队能够节省宝贵时间并改进设计。
SAE 航空设计竞赛旨在为工程专业学生提供真实的工程实践体验,为他们未来的职业生涯做好准备。截至今年,M-Fly 团队同时参加该竞赛的常规组和高级组。2016/2017 赛季常规组的目标是最大化飞机上的“乘客”数量且不留空座——这是商业航空公司面临的现实挑战。高级组则包括内燃机动力设计、静态和动态有效载荷(必须在飞行中投掷至目标区域),以及传感器和其他电子系统的使用。M-Fly 已与 ESTECO 学院建立合作,将获得免费培训和使用 modeFRONTIER 优化平台的机会,以改进其飞机设计并加快分析结果的验证。
主要成果
1:在显著更短的时间内探索更大的设计空间
2:试验设计(DOE)运行提供了比以往设计周期中更多、更全面的不同构型数据
3:节省宝贵时间,优化设计方案
在 M-Fly,我们的目标是通过参加 SAE 航空设计竞赛来教授航空航天工程,特别是飞机设计。我们在赢得比赛与培养学生之间寻求平衡,尽可能让更多对项目感兴趣的密歇根大学学生参与进来,同时仍然设计出最适合竞赛的飞机。然而,我们的设计周期非常紧张,面临两大不利因素:学年安排和天气。如果我们想在前往比赛之前完成测试阶段,就必须在感恩节前确定最终设计,并在 1 月份完成制造——时间表极为紧凑。在密歇根,从 12 月到次年 3 月,最高气温徘徊在冰点附近,适合飞行测试的理想天气条件极少。如果幸运的话,在前往气候宜人的美国南部(比赛在佛罗里达州、佐治亚州和得克萨斯州之间轮换)参加比赛之前,我们只能进行一两次飞行测试。我们拥有完整制造飞机的可用时间越多,进行更多飞行测试的机会就越大。这正是 modeFRONTIER 发挥作用的地方——它使我们能够在比自行探索显著更短的时间内,探索更大的设计空间。仅试验设计(DOE)运行就为我们提供了比以往设计周期中获得的、关于不同构型的更多数据。
我们目前使用 modeFRONTIER 做两件事:一是迭代多种不同构型以进行优化,二是进行多学科分析,因为它与我们密歇根大学使用的其他分析和 CAD 软件(如 ANSYS、StarCCM+ 和 SolidWorks)具有良好的接口。我们不再采用传统的“设计 → 分析 → 制造 → 测试 → 返回第一步并重复”的设计周期,而是可以在每一步中增加迭代次数:设计 × 10000 → 分析 × 10000 → 筛选设计 → 制造 → 测试,并重复最后三步,而前三步在必要时仅需几个小时即可完成。modeFRONTIER 还具有卓越的后处理能力,使我们能够以多种不同方式分析结果,确保选择正确的设计,同时为设计问题提供深入洞察。

M-Fly 团队 – 密歇根大学
M-Fly 是密歇根大学的美国汽车工程师学会(SAE)航空设计团队。该团队致力于为学生提供机会,将所学知识应用于课堂之外的航空航天项目。欢迎所有专业和年级的学生加入团队。M-Fly 每年参加 SAE 航空设计竞赛的常规组,并自 2016 年起参加高级组。竞赛基于三个评审环节:书面设计报告、口头陈述和飞行阶段。