“国家提倡我们‘将论文写到祖国大地上’,我们很希望今后有机会参与到更多民用产品的研发设计中去。希望未来能够在更多的产品和方案中作出贡献,真正帮助人民提升生活质量。”据中国科学院力学研究所实验室主任郭亮博士介绍,在中科院力学研究所的指导下,航天工程思想和数字孪生技术正逐渐应用于民用家电设计中。
中国科学院力学研究所作为综合性国家力学研究基地,建所60多年来承担并完成了一批重要的国家科研任务,为我国“两弹一星”、载人航天事业及国家经济社会发展作出了重要贡献。航天领域是力学所多年来科研的重点方向。据悉,2021年9月,中国科学院力学研究所运用前沿科学技术,与方太洗碗机产品线开始联合进行《气液混合非定常流管道多参数优化设计与模拟》课题研究。
深度“嫁接”航天思想与前沿科技
郭亮介绍,在航天领域,被称为“火箭发动机小蛮腰”的拉瓦尔喷管,将蒸汽的喷射速度增加到超音速。面对洗碗机内部的复杂结构,天舟空间站所运用的数字孪生技术,被用于仿真模拟洗碗机喷嘴的流道设计和布局,计算出“水流压力+水汽混合+17个喷嘴流道角度”的最佳匹配公式,一举攻克民用电器结构升级难题。
用数字孪生技术攻克研发难点
“借鉴火箭喷管(拉瓦尔喷管)设计的思路,我们利用计算机进行建模和仿真运算来进行模拟,简化打样和试验的工作,提升设计效率,同时还能够通过理论进行分析给出优化方向。数字孪生技术同样应用于天舟空间站,能够让我们多维度直观了解飞船主体、运载信息、飞行试验、技术实验、运行历程等重点管理对象的运行态势,支持全范围空间的态势可视化监控。“
郭亮介绍:”整个计算模拟的方法,跟火箭喷管设计如出一辙,需要综合考虑整个系统的各种参数值,给出最优和最合理的设计方案。我们觉得,这是一次典型的利用航天思想来解决实际问题的案例。”
利用前沿科技的理论和先进的算法来指导工程实践,尤其是产品的优化,是相当有难度的一件事。专家认为,此次技术突破的意义不仅仅在产品的革新和用户体验的升级上,更重要的是打开行业增长新空间,同时加速国内产品在国际影响力上的步伐。
文/广州日报·新花城记者:冯秋瑜
图/广州日报·新花城记者:冯秋瑜
广州日报·新花城编辑:蔡凌跃