航空工业空气动力研究院与我国航空工业的诞生、发展和壮大几近同步，为我国各类航空飞行器的研制进行了数十万次的高、低速风洞试验，参与了国家所有重点飞机型号的研制工作，培育了大批杰出气动力专业人才，被评为“中国航空工业重大贡献单位”。

未来航空工业空气动力研究院将增加试验吞吐量，大量大型试验设备的研制开发和试验准备工作及流程验证工作若都需要去实际组装、试运行，将耗费大量时间，同时对人力、物力的也消耗也比较大。在北京和远科技提供的风洞试验环境仿真系统的协助下许多验证工作可以在虚拟环境中进行，这将极大地节省成本，提高试验效率。

虚拟现实、人机工程技术目前是验证风洞试验流程及试验设备、模型和人机工作的高效仿真手段。该技术能够在设计阶段就检查并评估出设备安装、操作过程中的干涉错误、可达性、便捷性及人机效能等影响设备运行效率的性能参数。通过在风洞试验方案策划及试验设备设计阶段使用该技术，可以在风洞试验实施阶段较大幅度地提高设备安装的可靠性，减少风洞设备安装及更换状态的时间。

一、项目概述

航空工业空气动力研究院风洞试验环境虚拟仿真系统部署于空气动力研究院内网中，采用三维建模技术将气动院真实风洞试验设备、试验模型、试验天平的等比例数字模型化导入三维仿真软件中；试验进行时该系统可根据试验大纲与试验计划等输入条件，自动调取对应试验模型、等比例实体数模模型、CFD仿真数据、在风洞试验进行时同步开展试验仿真，并提供了完整的试验数据展示与统计功能；免去了用户一定要去试验现场观看相关数据信息，弥补了地域、办公环境等诸多限制，增加了试验过程展示手段，提升了展示效果。

空气动力研究院风洞试验环境虚拟仿真系统实现3D环境下可交互的虚拟装配，直观地验证试验设备与飞机模型等设备的可装配性和人机性能，实现物理试验、虚拟试验并且高度融合的一体化试验能力，实现气动院综合试验能力的跨越提升。

二、解决方案

采用国际上主流的虚拟环境开发软件系统以及国际主流的虚拟环境建设硬件，构建风洞试验设备设计与安装使用的过程仿真环境，通过仿真分析优化试验流程，减少设计制造失误，提高风洞试验效率4个部分解决方案如下：

产品虚拟展示系统、虚拟装配及数字样机评审、建设气动试验协同服务子系统、综合数据显示环境。

1.产品虚拟展示系统

针对用户需求所提出的用户需求，拆解如下功能点进行分析实现。

空气动力研究院新区厂区的虚拟漫游展示（鸟瞰）

试验车间虚拟漫游展示

试验车间主要设备信息展示

试验模型真实空间和虚拟空间状态同步

虚拟空间风洞基本信息数据同步显示，试验数据6分量可视化显示

CAE仿真，CFD数据实现与CAD模型数据融合后的虚拟空间同步可视化

试验数据回放功能

2.虚拟装配及数字样机评审

针对用户需求建立DELMIA可视化装配仿真系统所提出的用户需求，拆解如下功能点进行分析实现。

3.建设空气动力研究院试验协同服务子系统

将试验进行中的实时数据进行转换，并发送给虚实协同子系统中进行展示。存储试验人员信息，将试验人员权限进行分级管理，分别为普通用户、高级用户以及系统管理员。

针对用户需求（建设启动试验协同子系统）所提出的用户需求，拆解如下功能点进行分析实现。

试验实时采集数据存储功能

试验数据分发转换功能

针对用户人员信息权限划分管理功能

4.综合数据显示环境硬件系统主要包括：立体投影系统、位置跟踪系统、图形工作站集群、服务器集群。

三、总结

航空工业空气动力研究院自年成立以来，拥有近60年的历史与积淀。实现了从单一试验验证研究单位到集试验与CFD模拟、研究与设计为一体的综合性气动力技术服务商的转变。在北京和远科技提供的风洞试验环境仿真系统的协助下，通过双通道CADWALL虚拟现实硬件展示系统，全方位展示了风洞环境、试验设备以及风洞试验模型等三维数模和三维场景可视化数据，并能够在真实感较强的三维环境中模拟设备的安装使用情况，以及实现风洞试验环境的虚拟漫游等功能。利用上述风洞试验仿真环境，实现仿真分析、优化试验，可以达到减少设计失误，提高试验效率，将极大地节省成本。