【簡介：】這個問題涉及的航空工程研發(fā)領(lǐng)域，外行人可能對其存在于一定的不解之處，老鷹航空針對這個題目從下面幾個方面來回答一下吧：
1、計算機仿真模擬計算對航空工程問題的幫助程度；
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這個問題涉及的航空工程研發(fā)領(lǐng)域，外行人可能對其存在于一定的不解之處，老鷹航空針對這個題目從下面幾個方面來回答一下吧：

1、計算機仿真模擬計算對航空工程問題的幫助程度；

計算機技術(shù)從上個世紀六十年代開始就已經(jīng)深入到航空工程應(yīng)用中了，從最初的簡單工程計算，發(fā)展到現(xiàn)在的大規(guī)模集成化虛擬設(shè)計系統(tǒng)已經(jīng)取得了相當(dāng)大的進步。現(xiàn)在歐美和國內(nèi)的主力研究單位全部都是采用無紙化設(shè)計模式進行，不過這里所強調(diào)的虛擬化設(shè)計主要集中在總體設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面，常見的軟件就是CATIA（法國達索公司研發(fā)）。

而在設(shè)計計算領(lǐng)域就表現(xiàn)出各種專業(yè)的復(fù)雜性了，以飛機氣動流場和發(fā)動機流場仿真計算為例，主要使用Fluent、CFX、ICEM等專業(yè)軟件進行前處理、解算、后處理等，工程量非常大，往往需要動用大型計算機進行大規(guī)模長時間的并行計算，才能得到一些數(shù)據(jù)，之后還需要對這些數(shù)據(jù)進行處理，才是能進入設(shè)計報告里面的參數(shù)。

在沒有計算機和軟件的時代，那么這些數(shù)據(jù)的得到只能依靠各種試驗或者試飛采集數(shù)據(jù)了。所以計算機和工程軟件的介入大幅壓縮了設(shè)計周期和降低了成本。

2、計算機仿真技術(shù)的當(dāng)前缺陷；

計算機仿真技術(shù)不是萬能的，截至目前也沒法取代試驗，而且在更多的情況下總設(shè)計師們還是更相信試驗數(shù)據(jù)。

之所以形成這樣的現(xiàn)象，主要是因為當(dāng)前計算機仿真技術(shù)并不是一種智能技術(shù)，而是一種高性能的計算技術(shù)，其基于的原理還是各個專業(yè)領(lǐng)域背后的理論方程——各種復(fù)雜的偏微分方程組。目前所有比較現(xiàn)實有效的求解方法都是對這些方程的一種簡化，基于特定模型的假設(shè)，并且需要一定的邊界條件，這樣計算出來的結(jié)果與理論值是有一定誤差的。特定情況下，誤差還會比較大。

舉一個例子，計算流體力學(xué)可以對飛機進行外流場仿真計算，計算升力的時候還比較準確，但是計算阻力的時候誤差就比較大了，因此必須要進行風(fēng)洞試驗來確定。

單純的依靠仿真是沒有意義的，仿真技術(shù)和試驗相結(jié)合才是最有效的工程設(shè)計方法。

3、航空發(fā)動機試驗的意義；

回到航空發(fā)動機的問題上來，發(fā)動機的工作狀態(tài)和環(huán)境要比飛機的外流場復(fù)雜很多，不僅有氣流的壓縮流動問題，還有氣動熱、燃燒和多相流問題，同時還要涉及到材料疲勞、損傷等，可以說是一個多學(xué)科集成設(shè)計的問題，面對這樣的產(chǎn)品設(shè)計，計算機仿真的準確度和可靠性還是差得多，因此必須要通過試驗測試方式進行，這就非常耗時耗錢了。

所以說，從這一點就可以看出，航空工業(yè)是一個國家的工業(yè)王冠，而航空發(fā)動機則是這個王冠上的寶石。

——問題就回答到這里了——

對航空感興趣的朋友不妨來關(guān)注“老鷹航空”吧。（圖片來自互聯(lián)網(wǎng)公開圖片，如侵則刪。）

航空的發(fā)動機的技術(shù)難度幾乎在高科技領(lǐng)域算是排名非常靠前的，涉及到領(lǐng)域之廣泛也是非常罕見的，涉及到工程系統(tǒng)，氣動熱力學(xué)，燃燒學(xué)，結(jié)構(gòu)力學(xué)，控制理論等領(lǐng)域還需要在高溫高壓高轉(zhuǎn)速高負荷的環(huán)境下測試還要滿足各種苛刻的條件。就難最簡單的溫度控制技術(shù)就已經(jīng)讓很多的專家的頭疼不已，由于高溫很容易達到1000-2000度，但普通的耐高溫的材料只能承受到1000多度，這個時候就需要加入極強的冷卻系統(tǒng)，如果稍微不慎可能就會導(dǎo)致整個系統(tǒng)崩潰，而且這種錯誤概率還要降低到零的程度。

所以講一個院士提到的發(fā)動機測試需要一年的時間在業(yè)內(nèi)已經(jīng)算是正常的水準了，研制一個全新設(shè)計的發(fā)動機需要至少20年，要比研制新一代的飛機要長一倍以上的時間，設(shè)計階段可能時間不是很長如何在復(fù)雜的條件下驗證這是周期長最關(guān)鍵的因素，雖然計算機時代已經(jīng)能夠提升數(shù)據(jù)的運算速度，并且還能利用很強的算法基礎(chǔ)模擬出各種數(shù)據(jù)試驗場所，但有一點是不能忽略掉的，如何把這些復(fù)雜的場景轉(zhuǎn)化成計算數(shù)據(jù)模擬中，這個轉(zhuǎn)化過程相當(dāng)于構(gòu)建一套產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)了，這個時間也是非常漫長，之所以美國在新的戰(zhàn)機時代時間要更快速主要在于這一整套的工具體系已經(jīng)構(gòu)建成功了，在國內(nèi)這套體系還不是很完善。

而且國內(nèi)的航空發(fā)動機技術(shù)還是在參照國外的方面，在參照的基礎(chǔ)上進行完善創(chuàng)新，這塊技術(shù)的轉(zhuǎn)化也是需要時間的，由于設(shè)計到的種類如何的繁多，而且在國內(nèi)頂級的工業(yè)基礎(chǔ)也不是非常完善，所以講測試和試驗的時候時間就會延長，工業(yè)和人才基礎(chǔ)是一個國家高科技最強大的支撐，基礎(chǔ)底子雄厚一些在具備設(shè)計和測試的時間就會縮短，現(xiàn)在國內(nèi)航空發(fā)動機剛剛解決有沒有的問題，所以很多產(chǎn)業(yè)鏈體系還不是很完善，正是因為其產(chǎn)業(yè)的復(fù)雜性所以迄今為主擁有航空發(fā)動機技術(shù)的國家少的可憐，背后需要強大的國家資金的支撐。

計算機的誕生讓純正的軟件類的設(shè)計有了突飛猛進的發(fā)展，同時也帶動了很多工業(yè)體系，但是在和工業(yè)體系接軌的過程中需要一個很長的緩沖帶，現(xiàn)在的芯片設(shè)計都是借助于工具軟件來設(shè)計開發(fā)，中間還需要一個軟件工具包的轉(zhuǎn)化，要把準確的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化成計算機真正能夠識別出來的語言，這個過程需要生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建過程，不是簡單的計算模擬那么簡單的事情，而且具備很多實際的場景只能重新設(shè)計，不像通用計算機的算法完成一次模式就能把規(guī)模體系給構(gòu)建出來，有些異常場景只能重新設(shè)計，所以計算機不是萬能的，很多模擬測試的場景都需要重新的設(shè)計開發(fā)。

由于技術(shù)門檻高為了提效果，所以國家在航空研究院的規(guī)劃規(guī)模也在不斷的提升，通過人員數(shù)量來縮短時間，最后還是落實到人的身上，科技強國的前提是背后教育體系的健全，歐美等國家之所以在很多尖端領(lǐng)域有著非常強大的積累也是基于多年的積累，特別是在國內(nèi)積累的階段，也是需要時間的，這點也是遵循科學(xué)依據(jù)的關(guān)鍵點，希望能幫到你。