CPU Booster采用NUMECA独有的领先技术，在保证精度的前提下，可将计算CFL数设为恒定值1000，从而大幅度削减计算时间，将工作效率提高1个 量级。作为一个完全意义的技术创新，CPU Booster为大飞机大规模、复杂物理场的高速求解提供了强有力的技术保证。以30多万网格的机翼为例，机翼网格示意图如图5所示，采用传统方法计算所 需时间为采用CUP Booster所需时间的28倍（如表1所示），图6为残差对比图。

涡轮是飞机的重要部件之一，涡轮的转子和静子之间的流场干涉很久以来都是CFD主要研究的内容之一，这种干涉效应不但是涡轮气动特性本身所关心的，而且它也是叶片高周振动疲劳的振动源，因而具有非常重要的意义。

在 工程实际中，由于转静子的相对运动使其内部流动必然存在着固有的非定常特性（尾迹、激波、堵塞、失速、喘振和畸变等），定常假设已经不能真实地反应其内部 流动。了解这种复杂现象的内部机理对优化设计并提高旋转机械的总体性能都要重要的指导意义，而采用传统的准静态混合面就不能真实地反映其内部流动。

对工业中的多级结构，精确地模拟这些非定常特性的唯一方法就是进行全通道的数值模拟，但是这种方法的实施相当困难。所以，对于多级旋转机械进行非定常模拟就成为一种行之有效的方法。

普通的非定常方法有滑移网格（Sliding Grid）和尺度缩放法（DomainScaling）两种，可真实地再现非定常流场的各个流动参数和性能参数及其随时间的变化规律，但是这些方法的计算 时间非常漫长，很难用于工程实际问题。而NUMECA公司推出的Harmonic方法，只需采用与定常计算相同的网格，花费很少的CPU时间就可实现满足 工程精度的转静子非定常流动数值模拟。

Harmonic主要特点是通过指定要捕捉的非定常脉动频率，仅需模拟单通道，没有上下游叶片周期性限制；可用于多级研究Clocking效应， 通过1次计算就可以得到相邻动叶或相邻静叶周向位置的改变对时均流场产生的影响；计算耗时少，是普通非定常计算时间1/20~1/10等。图7为原始静叶 相对周向位置，图8为效率最高点时第三排静子所对应的周向位置，也仅采用1次Clocking效应计算即可得到的效率最高点所对应的周向位置。

图7 原始静叶相对周向位置熵分布

由精确变准确

图8 最佳静叶相对周向位置熵分布

随着CFD技术的在大飞机研发过程中的飞速发展，对CFD计算结果的可信度和准确性要求日益提高。 Paul Rubbert波音首席空气动力学家指出，不确定性分析（UncertaintyManagement）已经成为CFD工程实用化中占支配性的课题。但是 CFD计算结果可信度受到大量不确定性因素影响，如何将CFD技术对不同型号大飞机模型的精确分析变成对设计的准确建议？基于此，NUMECA采用 NIPCM理论推出了NODESIMCFD技术，分析模型输入参数的不确定性对模型输出参数的影响，不确定性分析的概率平均值和确定性分析结果之间的差 异，从而有效地增加分析设计的鲁棒性。不确定性分析流程如图9所示。

机 翼计算结果的可信度对飞机的性能具有重大影响，以下为采用NODESIM-CFD技术分析某跨音速翼型的可信度。马赫数为0.734，公交为2.79°， 雷诺数为6.5e+6。不确定性输入参数如下：攻角标准差为0.1°，相对厚度标准差为0.005，马赫数标准差为0.005。图10为某跨音速翼型不确 定性分析结果。

结束语

在气动分析的4大手段中，CFD技术以其高速、高效、低成本的特点，受到工程师越来越多的关注，给飞行器气动设计方式带来了革命性改变。CFD在 大飞机研制过程中的作用越来越重要，甚至风洞试验仅仅成为CFD计算结果的验证手段。NUMECA作为CFD技术的创新领航者，凭借其技术的前瞻性、结果 的可靠性、算法的创新性受到全球巨擘Boeing、Airbus、R&R、SNECMA、GE及P&W等国际知名公司信赖。除此以 外，NUMECA在多场耦合问题、气动噪声问题及高性能计算问题方面都有非常优异的表现，NUMECA已经成为航空航天领域首选的专业软件。NUMECA 也十分乐于将与全球航空领域知名企业的成功经验与中国同仁共同分享，为中国大飞机事业的发展做出应有的努力。