peterdsharpe/AeroSandbox

What it solves

AeroSandbox 簡化了飛機及其他工程系統的設計與優化。它解決了優化大規模設計問題（通常涉及數萬個變數）的困難，透過提供一個物理模型端到端可微分的框架，讓標準硬體上也能實現快速收斂與高效能表現。

How it works

該套件結合了類似 NumPy 的語法以提升易用性，並結合了現代自動微分技術。這使得軟體能夠自動計算梯度，消除了繁瑣的手動導數數學運算。它包含了一個可微分航空航太物理模型的函式庫，涵蓋空氣動力學、結構、推進系統與任務軌跡，但也允許使用者整合自定義的物理模型，或將其作為非線性方程組、ODE 與 PDE 的獨立求解器使用。

Who it’s for

它專為需要進行概念性飛機設計、形狀優化或複雜系統權衡分析的航空航太工程師、研究人員與愛好者而設計。

Highlights

• End-to-End Differentiability: 實現多學科（空氣動力學、推進系統等）的高速同步優化。
• Broad Aerospace Toolkit: 包含用於 Vortex Lattice Method (VLM) 模擬、翼型優化與詳細重量估算工具。
• Flexible Integration: 透過 STEP 匯出與 XFoil、AVL 及 CAD 軟體進行介面整合。
• General Purpose Solver: 可獨立於飛機設計之外，作為通用優化求解器或用於求解微分方程使用。