航空航天工程航空航天研究院航空航天工程师实习报告

航空航天工程航空航天研究院航空航天工程师实习报告一、摘要2023年7月1日至2023年8月31日，我在航空航天研究院担任航空航天工程师实习生，参与高超声速飞行器气动弹性稳定性项目。通过建立非线性气动弹性模型，完成5组不同马赫数下的气动弹性仿真计算，得到结构振动频率变化率与马赫数的关系曲线，数据精度达±0.005Hz。应用有限元分析软件完成翼型结构应力分布计算，验证了气动载荷下结构安全系数为1.18，符合设计标准。掌握的非线性控制算法优化方法可应用于同类复杂系统稳定性分析，为后续研究提供可复用技术路径。二、实习内容及过程2023年7月1日至8月31日，我在航空航天研究院的气动实验室实习。实习目的就是了解高超声速飞行器气动弹性分析流程，把学校学的有限元和计算流体力学知识用上。单位是研究院的核心研发部门，主要搞高超声速飞行器气动弹性与结构强度研究，有超算中心和风洞实验室，平时用得最多的软件是ANSYS和MATLAB。实习内容分两阶段。第一阶段7月1到2周，跟着导师熟悉项目背景，学习高超声速飞行器气动弹性稳定性分析的基本概念，比如跨音速抖振、颤振边界计算。用MATLAB编写了翼型非线性气动力模型，算了几组不同攻角下的气动力系数，导师说误差得控制在0.005以下。我花了三天调试，把初始值设得太保守，结果算出来总偏差0.007，导师教我改用迭代优化算法，最后稳定在0.004。第二阶段7月15到8月31日，独立完成某型号翼型气动弹性静力分析。主要是做结构应力分布和变形量计算，用到ANSYSWorkbench模块。选了马赫数6的工况，网格划分花了5天，单元类型选了S4R壳单元，因为翼面是光滑曲面。计算结果显示最大应力出现在翼梢附近，为450MPa，低于材料的许用应力550MPa。但发现气动载荷施加有细节问题，导致翼根处应力结果偏差15%，后来改用分布式载荷函数修正后，偏差降到5%以内。这个项目让我知道气动弹性分析不能光靠软件，得懂气动力和结构力学的耦合机制。遇到过两个困难。一个是跨音速气动力模型收敛特别慢，有时候算一天结果还发散。我白天查文献，晚上在单位超算平台上跑案例，最后发现是网格太粗，改成非均匀加密后收敛快了60%。另一个是导师让我用Python写数据处理脚本，但我只会基础命令，花了两天时间看在线教程，学会了用Pandas处理数据框，效率比手动整理高不少。最后成果就是提交了3份分析报告，包含气动弹性稳定性计算结果和结构强度校核数据，导师说计算精度满足项目要求。收获最大的是学会了非线性气动力模型建立和气动弹性分析的完整流程，还有超算资源使用技巧。但感觉单位培训机制有点问题，新来的实习生没系统培训，全靠导师带着，而且我的岗位需求更偏向结构分析，用到气动弹性知识不多。建议可以搞个新人引导计划，比如每周固定时间讲气动力基础，另外我觉着如果我有更多气动弹性课程经验，效率会更高。这段经历让我更清楚自己想搞结构还是气动，决定下学期选高超声速飞行器气动课程。三、总结与体会这8周在航空航天研究院的实习，感觉像是从理论世界一头扎进了工程实践。7月1号刚去的时候，心里挺打鼓的，毕竟学校做的仿真和实际项目要求差得远。跟着导师搞高超声速飞行器气动弹性那会儿，光是理解非线性气动力模型就花了不少功夫，好几次调试MATLAB代码到深夜，算结果还经常发散。导师教我用迭代优化法，还给我看了他们以前的项目案例，那感觉就像突然打通了任督二脉，最后做的翼型颤振边界计算精度到了±0.005Hz，和超算中心给出的参考值对得挺齐。这种把书本知识变成实实在在工程数据的成就感，是学校里体会不到的。实习最大的收获是搞清楚了自己到底喜欢啥。以前觉得结构力学最带劲，这次负责气动弹性分析后，发现流体和固体耦合的问题更有挑战性。特别是看到导师用ANSYS算出来的应力云图，450MPa的最大应力点正好在翼梢，跟风洞试验数据对得上，才真切感受到气动弹性分析的严谨。这段经历让我明确了下阶段职业规划，想往气动弹性领域深钻，计划下学期就报个有限元工程师的认证班，把ANSYS技能再拔高。导师说的“做研发得有板凳甘坐的精神”我也记住了，现在看项目报告都能多看两遍，生怕漏掉细节。从学生到准职场人的心态转变也挺明显。以前做课程设计，报告对个格式就行，现在提交的分析报告，导师反复催我检查计算边界条件，那种责任感油然而生。8周里抗压能力也练出来了，记得7月20号时算跨音速气动力模型，跑了3天结果还是不对，早上起来跑到实验室走了两圈，冷静会儿后用频域分析方法定位到是网格质量出问题，改完直接收敛了。这种解决难题的思路，以后写论文或者找实习都直接用得上。顺着项目聊，现在高超声速飞行器气动弹性分析越来越重要了，但单位计算资源分配还是有点老办法，排队等超算机时挺耗时。我回去后想研究下云计算怎么优化计算流程，这或许能帮到下届实习生。行业里看，这类飞行器气动弹性研究肯定越来越热，但技术难点也真不少，像马赫数6以上的气动载荷预测，现在还精度不高。我打算把实习做的翼型颤振计算代码整理下，加进自己画的流场图，做成案例笔记，等学校开气动弹性高级课的时候直接用，也算给母校教学贡献点力量。四、致谢在航空航天研究院的这8周实习，收获挺多的。导师在气动弹性分析上给了我不少指点，特别是教我调试非线性模