图1 飞机油箱组成

在该算例中，我们提取右侧的机翼油箱作为主要计算域。其尺寸如图所示。

图2 机翼油箱尺寸

如图所示，初始时刻，油箱内填充约一半的燃油（红色部分）。

图3 油箱初始状态

该算例的主要参数如下表所示

表1 算例参数

下方给出了VirtualFlow软件计算得到的燃油晃动结果。通过VirtualFlow，用户可以轻松地获得晃动过程中油箱内的油面形态分布（左）以及燃油速度（右）等参数。

用户还可以设定任意截面以获取其上的详细参数分布

此外，通过压力的积分，用户可以轻松提取燃油晃动对油箱壁面的冲击力

图6 油箱冲击载荷

软件优势体现

1.简化复杂几何的前处理难度
VirtualFlow具备特有的浸没边界（IST）网格技术。在IST技术的支持下，软件能够自动识别燃油箱的复杂结构，极大地减少设计人员在前处理网格剖分工作中所用的时间与精力，对于快速设计迭代过程尤为重要。
2.多相流清晰界面
航空燃油箱仿真计算过程属于典型的多相流计算问题。使用上述VirtualFlow中的Level-Set两相流经典界面追踪方法，能够快速进行模拟分析航空燃油在重力作用下的流动变化及其与液面形态。
3.支持耦合多物理场计算
IST技术同时支持多物理场耦合计算。能够实时进行流动分析以及计算固体结构的受力。对于飞行过程中的油箱晃动过程，能够精确计算其结构受载情况。
4.强耦合共轭传热计算
VirtualFlow同时支持共轭传热分析计算，并且在求解方式上属于强耦合计算，计算精度较高。对于高温下的燃油箱受热分析也能够轻松处理。

成果及效益

通过对VirtualFlow的熟练使用，该飞机公司基本实现了从燃油管路内的油流特性分析，到快速的油箱内流口设计，再到油箱内油面变化的准确计算，以及结构受载情况分析这一完整燃油箱的设计计算过程。通过提升专业的研发设计手段，达到了提高效率、降低成本、促进设计能力提升、保障飞机顺利研制的目标。

 · 用户评价：“积鼎科技公司一直专注于流体仿真领域，在配合过程中感受到了公司的专业。VirtualFlow软件的IST网格技术能精准识别复杂结构，简化了工程师的设计流程，大幅提升了计算的效率。多相流模型也比较全面，对于飞行中燃油箱动态变化可以做到精准可靠的模拟。整个服务团队配合程度高，能够响应及时，助力我们高效推进项目完成。”

方案总结：

VirtualFlow软件凭借其Level Set界面追踪技术，在燃油晃动模拟中展现了卓越性能，不仅精确捕捉燃油动态变化，包括液面的破碎与聚并，还通过Local+Global补偿修正确保了质量守恒性。软件的IST网格技术简化了复杂几何前处理，可支持多物理场耦合计算，实现实时结构受力分析。这些优势同样适用于汽车、船舶等行业的油箱晃动模拟，具备跨行业的广泛应用前景，为各类油箱设计提供强有力的技术支撑。