NASA利用先进的超级计算技术设计未来飞机

这不是超现代的艺术。这张图片由美国宇航局的高性能计算机生成，显示了正在虚拟风洞中测试的跨音速桁架支撑翼（TTBW）飞机概念，显示了其机翼与周围空气的互动。在这种情况下，沿着机翼前部的暗红色区域代表了高速气流，因为TTBW的机翼比今天的商业客机的机翼要薄，可以刺穿空气。棕褐色的区域显示了由空气动力机翼产生的相对平滑的尾流。

美国宇航局的高性能计算机已经生成了这张图像，显示了正在虚拟风洞中测试的跨音速桁架支撑翼（TTBW）飞机概念。该图像强调了飞机的机翼与周围空气的互动。资料来源：NASA/Oliver Browne

TTBW飞机由于其较长、较薄的机翼由空气动力桁架支撑，因此产生的阻力较小。在飞行中，它可以比标准客机少消耗10%的航空燃油。

跨音速桁架支撑翼飞机自由空气配置的可视化，显示了时间平均的表面压力系数轮廓（红色为高，蓝色为低）和由表面皮肤摩擦力定义的流线。图像显示了沿机翼跨度的冲击，包括冲击位置的跨度变化，以及突出冲击下游的分离流区域的流线。Oliver Browne, NASA/Ames

位于加利福尼亚的美国宇航局艾姆斯研究中心的高级超级计算部门制作了这张图片，作为转型工具和技术项目为TTBW研究开发计算工具工作的一部分。

1月，NASA为其可持续飞行演示器项目选择了波音公司的一个TTBW概念。

美国宇航局和波音公司已经联手设计了一架跨音速桁架机翼（TTBW）飞机，该飞机采用了尖端技术，可以大大提高商用飞机的燃油效率。TTBW飞机具有独特的结构，具有高长宽比的机翼和机翼及支柱，可应对复杂的空气动力学现象，如跨音速缓冲、分离流动和湍流尾流。

标准的行业做法是采用基于雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）的计算流体动力学（CFD）分析来预测缓冲区的发生，但准确的预测可能需要更精确的尺度解算CFD模拟来预测缓冲区的发生和分离流的发展。因此，NASA的先进航空运输技术项目已经启动了一项多中心合作的努力，以创建新的模拟技术来预测TTBW和类似的桁架式机翼配置的性能，特别是预测跨音速缓冲的开始。