Новости

Проектирование и разработка энергоэффективной аэротрубы на основе CFD-моделирования

Центр инженерно-физических расчетов и анализа (АО «ЦИФРА») и петербургская компания ООО «АНТИГРАВИТАЦИЯ», оператор аэротрубы FLYARENA, заключили соглашение о сотрудничестве, в рамках которого специалисты двух компаний выполнят проектирование и разработку элементов серии энергоэффективных аэротруб.

Аэротрубные дисциплины, как направление парашютного спорта, набирают популярность в России. Престиж парашютизма растет благодаря высокому уровню профессионализма как среди гражданских, так и среди военных спортсменов, который они демонстрируют ежегодно на показательных выступлениях в рамках соревнований. Международная авиационная федерация добивается включения этого вида спорта в перечень олимпийских. Развитие этого направления требует от владельцев оборудования для полетов новых оптимизированных решений для внедрения их на практике для снижения эксплуатационной стоимости оборудования, которые будут разработаны специалистами АО «ЦИФРА» при помощи математического моделирования.

Аэротруба (аэродинамический тренажер) FLYARENA располагается в центре Петербурга на Крестовском острове и предназначена как для любительских развлекательных полётов, так и для тренировок летной техники профессиональных спортсменов-парашютистов и спортсменов по аэротрубным дисциплинам. Полётная зона аэротрубы в диаметре составляет 3 метра, высота прозрачной части — 6 метров, общая высота — около 9 метров.

Внутри аэротрубы человек поднимается и удерживается потоком воздуха со скоростью до 300 километров в час. Чтобы правильно держаться в потоке воздуха, менять высоту полёта при помощи инструкторов, посетители аэротрубы учатся принимать нужное положение корпуса, рук и ног и расслаблять тело. Спортсмены с большим количеством часов налёта и высоким уровнем мастерства могут выполнять в воздухе впечатляющие акробатические элементы.

Обтекание спортсмена воздушным потоком в аэротрубе

В рамках совместного проекта планируется  решение задачи оптимизации затрат на расход энергии при работе силовой установки аэротрубы, а также обеспечения равномерного распределения потока воздуха в полётной зоне для достижения условий, максимально приближенных к имитации свободного падения при настоящем парашютном прыжке. Основными объектами моделирования являются проточная часть воздуховодов аэротрубы и вентилятор. Специалисты АО «ЦИФРА» и ООО «АНТИГРАВИТАЦИЯ» на основе опыта эксплуатации имеющегося оборудования выполнят проектирование, разработку и моделирование профиля воздушных каналов аэротрубы, направляющих лопаток, окон системы охлаждения и спроектируют эффективный движитель на основе разработанных точных математических моделей.

Для решения задач будет применяться программное обеспечение Ansys Fluent, Ansys Fluent Meshing, Ansys SpaceClaim. Данные программные компоненты позволяют выполнять тепловые и аэродинамические расчёты сжимаемых сред, с подвижными элементами (вращение рабочего колеса вентилятора).

Линии тока в проточной части контура энергоэффективной аэротрубы

 

Лопасти вентилятора аэротрубы

В результате расчетов специалисты ставят перед собой задачу добиться наименьших затрат на расход электрической энергии при оптимальной стоимости  оборудования и обеспечения равномерного потока воздуха в полётной зоне. Планируется исходно уменьшить мощность требуемых электродвигателей  приводов основных вентиляторов силовой установки и обеспечить равномерное распределение потока воздуха в полётной зоне аэротрубы за счёт оптимизации профилей воздуховодов  и лопастей вентилятора, максимально приблизив его к эталонным значениям.

Генеральный директор АО «ЦИФРА», к.т.н. Дмитрий Сергеевич Михалюк: «Мы рады новому партнерству с  FLYARENA, компанией профессионалов, заинтересованных в проектировании и строительстве аэротруб с применением технологий инженерного анализа. Важно отметить, что работа  со спортсменами, которые используют аэродинамическую трубу,   дает нам уникальную обратную связь, которая позволит выработать полный набор критериев оптимизации конструкции аэротрубы. Для нас большое значение имеет то, что в этом проекте мы вносим свой вклад в развитие оборудования для имитации свободного падения и в свою очередь развитие отечественного парашютного спорта».

Генеральный директор ООО «АНТИГРАВИТАЦИЯ» Захар Владимирович Перехожев отмечает: «Мы ориентируемся как на развлекательные полеты всех желающих, так и на тренировки профессиональных спортсменов. В аэротрубе парашютисты могут выполнять даже упражнения по групповой акробатике. Загрузка оборудования достаточно высока, несмотря на высокую стоимость полетного времени. Наша команда прилагает свои знания и умения, чтобы спортсмены добивались высоких результатов  и всё больше людей, скажем так со стороны, интересовалось этим невероятно зрелищным видом спорта. Чтобы сам спорт вышел на новый уровень. Однако, стоимость эксплуатации, связанной со спецификой и уникальностью данного оборудования является невероятно высокой, что выливается в высокую стоимость услуг. Поэтому мы ищем новые конструктивные решения, чтобы усовершенствовать элементы трубы, сделать её работу гораздо эффективнее по затратам, и одновременно улучшить характеристики, чтобы и профессионалы, и любители чувствовали себя в полетной зоне трубы, как в небе, в состоянии  свободного полёта.  Для этой цели мы объединяем наши усилия с центром инженерных расчетов «ЦИФРА», для создания синергетического эффекта от совместного взаимодействия»

Справка

Центр инженерно-физических расчетов и анализа (АО «ЦИФРА») специализируется на решении инженерных задач и создании математических моделей деталей, конструкций, систем, процессов и материалов. В компании работает команда опытных инженеров и технических экспертов для решения актуальных задач, стоящих перед российскими промышленными предприятиями: импортозамещение, снижение сроков разработки продукции, повышение конкурентоспособности на глобальных рынках.

Аэротруба FLYARENA (Флайарена) – относится к типу аэротруб с замкнутой циркуляцией воздушного потока. Заключена в едином двухэтажном комплексе с полной инфраструктурой и максимальными удобствами для комфорта посетителей. Полётная зона находится перед огромным витражным окном, что позволяет  во время полета получать удовольствие от видов  парка Крестовского острова.

Связанные новости
Отличная новость: мы открываем осенний набор в программу стажировки молодых инженеров. Стать участниками стажировки смогут студенты технических специальностей, обучающиеся в вузах Санкт-Петербурга: СПбПУ Петра Великого, БГТУ «Военмех» им. Д. Ф. Устинова, СПбГУ, СПбГМТУ, Университет ИТМО. На стажировку принимаются студенты старших курсов: от четвертого и выше. Дата окончания приема заявок — 5 ноября 2021 года.
На нашем YouTube-канале вышли ещё два новых интервью с сотрудниками компании. Серафим Булов – один из молодых специалистов, который начал карьеру в АО «ЦИФРА» в 2021 году после прохождения стажировки - рассказал о том, почему выбрал именно нашу компанию и как пришел в профессию. Сегодня специалист работает над проектированием и оптимизацией судовых палубных конструкций, выполняет прочностные расчеты оборудования АЭС и машиностроительных конструкций.
Связанные публикации в блоге
Открытие летних веранд ресторанов способствует увеличению количества посадочных мест и привлекательности со стороны клиентов в летний период. В условиях ограничительных мер в связи с эпидемией коронавируса это также возможность продолжать работу, избегая вынужденных простоев. На большей части территории России летний сезон, к сожалению, короткий и не всегда достаточно тёплый, в связи с этим экономический эффект от организации открытых веранд оказывается недостаточно велик, а сами веранды зачастую не пользуются большой популярностью из-за погодных условий. Использование различных типов обогревателей для создания комфортных условий для посетителей и продления сезона работы открытых веранд – достаточно распространённый способ решения этих проблем.
От гонок Формулы-1 и межпланетных миссий NASA до объектов гражданского строительства и проектирования ветряных турбин, эксперименты в аэродинамических трубах являются основным методом оценки аэродинамических характеристик конструкции во многих отраслях промышленности. Специально построенные трубы образуют контролируемую среду, в которой инженеры могут произвести оценку воздушного потока, подъёмных сил, сил сопротивления и других сил, которые воздействуют на конструкцию, тем самым предоставляя данные для оптимизации. Точная оценка аэродинамических характеристик может сыграть существенную роль для обеспечения победы одного из нескольких конкурирующих проектов.
Связанные вебинары
АО "ЦИФРА" объявляет о проведении серии лекций-вебинаров от ведущих приглашенных экспертов в области численного моделирования. В ходе первого вебинара данной серии будут рассмотрены вопросы прочностного анализа «легких» (lightweight) композитных конструкций при динамическом нагружении с использованием явных решателей (сеточного и бессеточного) ПО LS-DYNA.

Закажите расчет

Команде профессионалов
Изменить файл
Поля, отмеченные звездочкой (*) обязательны для заполнения.