拆解系统逻辑，用建模技术构筑航空体系骨架
yanghua
一架民用客机由机身、机翼、起落架等上千类结构部件组成，飞行过程持续承受气动载荷、振动、冲击等复杂力学作用。结构动力学 CAE 仿真，就是通过数字化建模与数值计算，提前预判飞机结构振动、疲劳、冲击损伤风险，为机身设计、强度校核、适航取证提供核心依据，是支撑国产大飞机结构安全的数字化骨架。
一、什么是航空结构动力学 CAE？
结构动力学 CAE 聚焦飞行器动态力学行为仿真，区别于静态强度计算，专门分析飞机在振动、撞击、交变载荷下的结构响应。 整套技术贯穿民机全研发周期，核心两大应用场景：
- 振动与疲劳仿真：模拟飞行颤振、发动机振动传递、舱内噪声振动，排查结构共振、长期疲劳断裂隐患；
- 冲击工况仿真：模拟飞机起降冲击、坠撞、外物撞击等极端工况，验证机身、起落架、客舱结构防护能力。
航空结构仿真有严苛行业约束：整机模型规模庞大、多部件耦合关系复杂，同时仿真结果必须匹配适航标准，传统仿真方案普遍存在计算慢、操作繁琐、标准化程度低等痛点。
二、行业现存核心痛点，也是创新突破口
- 全尺寸模型仿真算力消耗巨大 整机精细动力学模型网格量级高，单次完整仿真耗时数天，迭代优化效率极低，难以支撑多方案快速对比；
- 缺少通用降阶简化方案 传统降阶算法适配性差，无法兼顾计算速度与仿真精度，缺少适配航空复合材料、复杂装配结构的专用算法；
- 冲击仿真流程碎片化 冲击仿真前处理、参数设置、结果后处理无统一标准，大量重复性人工操作，不同工程师建模结果差异大，不利于标准化取证。
以上行业难题，正是本次大赛结构动力学 CAE 优化设计赛道的核心研发方向。
三、大赛赛道两大官方创新命题
本次航空工业软件开源创新大赛开放结构动力学 CAE 赛道，面向高校科研团队、航空行业工程师、科创企业、独立开发者征集开源创新方案，团队可任选一题开展技术优化与场景落地，全部成果需完成开源托管：
赛题一：面向民用航空结构的动力学降阶快速仿真算法创新
针对民机整机、复合材料结构动力学仿真计算周期长的痛点，研发适配航空场景的模型降阶算法。在保证动力学仿真精度前提下，大幅缩减模型规模、缩短计算时长；可结合代理模型、并行计算、自适应等效建模等思路优化，解决大型飞行器多尺度结构仿真效率瓶颈。 适配方向：工程力学、飞行器设计、计算数学、仿真算法、CAE 软件开发。
赛题二：面向民机冲击仿真的标准化自动化处理工具研发
搭建开源自动化工具链，统一民机坠撞、起落架冲击、外物撞击仿真全流程规范。实现模型批量导入、载荷参数自动配置、网格标准化划分、冲击结果自动提取与指标汇总，减少人工重复操作，输出适配适航要求的标准化仿真数据，打通冲击仿真全流程自动化。 适配方向：工业软件、自动化开发、仿真后处理、力学仿真、软件工程。
结语
飞机结构是蓝天航行的物理根基，动力学仿真建模则是搭建这套根基的数字化工具。高效、自主的动力学仿真算法与自动化工具，能够大幅降低民机结构研发迭代成本，打破海外商用仿真软件依赖。 无论你是力学仿真研发人员、算法开发者还是工业软件工程师，都可组队参赛，以开源创新完善航空结构数字化仿真体系，筑牢国产大飞机力学安全底座。
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