气动弹性
- 基于修正活塞理论的壁板非线性热气动弹性分析
合，易引发热气动弹性稳定性问题[1]。新型复合材料的广泛应用，使得壁板结构易出现极限环振荡、混沌等复杂非线性热气动弹性响应形式，影响飞行安全，亟需开展壁板结构非线性热气动弹性分析方法研究[2-3]。大变形引起的几何非线性和非定常气动力的高效预示是非线性热气动弹性分析应考虑的主要问题。壁板颤振、超声速颤振和热颤振广泛采用简单、高效的活塞理论预示非定常气动力[4-8]，活塞理论也在应用中不断改进和发展[9]，先后提出了Van Dyke活塞理论[10]、当地流活
强度与环境 2022年5期2022-12-02
- 民用飞机大变形静气动弹性载荷设计
，传统的线性气动弹性分析手段无法满足要求，对此类大变形的柔性飞机不能进行准确的结构动力学描述和气动力建模，由此提出了大变形几何非线性[3-4]气动弹性载荷设计技术。本文通过研究结构几何非线性效应以及曲面气动力效应[5]对静气动弹性载荷的影响，详细分析了民用飞机考虑非线性效应的弹性载荷分布特性，通过比较线性与非线性弹性载荷的差异，表明了在对大柔性飞机进行静气动弹性载荷分析时，必须同时考虑结构非线性和气动力非线性。1 计算方法在进行工程分析时，线性静气动弹性载
机械设计与制造工程 2022年10期2022-11-11
- 翼面热静气动弹性的流固热交错迭代耦合分析*
引言翼面的静气动弹性是飞行器设计必须考虑的问题，它涉及到气动力与结构弹性变形之间的耦合。随着飞行器速度越来越快，气动加热引起翼面结构温度升高［1-3］，导致翼面结构刚度发生变化［4-5］，并由此提出了热静气动弹性的问题，热静气动弹性的研究对高超声速飞行器的设计至关重要。最早的高超声速翼面热静气动弹性分析方法假设翼面结构具有均匀的温度场分布，分析不同温度下的翼面热刚度，并在此热刚度下进行翼面的静气动弹性分析。随着气动热分析技术研究的深入，一些学者采用以Eck
振动、测试与诊断 2022年5期2022-11-04
- 翼型气动弹性系统的三种状态方程的等价性*
大量关于翼型气动弹性响应预测和分析的研究［1-3］。作用在机翼上的亚音速来流，通常采用Theodorsen理论来进行气动力建模［4-5］。在该理论中，升力和俯仰力矩系数均由卷积积分建立［6］。由于系统方程同时包含微分和积分算子，因此使用数值方法直接求解是相当困难的［6］。并且从计算的角度来看，求解积分方程比解微分方程困难得多。众所周知，通过Newmark-β法等时程积分方法［7-8］，可以方便地模拟仅包含微分算子的状态空间模型。但倘若同时存在积分项，此类振
中山大学学报(自然科学版)(中英文) 2022年3期2022-06-08
- 民机概念设计阶段的气动弹性优化设计*
040）引言气动弹性是研究飞行器在相对气流中、气动力和弹性力相互作用下的力学行为的一门学科，在现代飞机设计过程中占有相当重要的地位［1］.考虑气动弹性问题时，主要是设计合理、可行的刚度分布，因此刚度设计成为结构设计的首要任务，也是后续设计的重要依据.飞机设计过程中，常常需要进行结构再设计，以满足气动弹性稳定性要求［2］.以往，飞机的气动设计和结构设计都是串行开展的，通常采用刚性飞机进行气动外形初始设计，然后根据气动外形进行载荷和结构设计.这种传统的设计方法
动力学与控制学报 2021年6期2022-01-06
- 间隙非线性气动弹性系统颤振及控制问题研究进展
松间隙非线性气动弹性系统颤振及控制问题研究进展李家旭1田玮2谷迎松2(1 陕西飞机工业（集团）公司设计院，汉中，723213；2 西北工业大学结构动力学与控制研究所，西安，710072)含有间隙结构的气动弹性系统非线性颤振问题是飞行器气动弹性力学工程领域的研究热点和难点。根据目前现代飞行器结构轻量化设计及更大机动性能的发展趋势，非线性颤振问题日益突出，直接关系到飞行器的安全与性能。因此综述了近几十年来带间隙非线性的非线性气动弹性力学模型、非线性系统辨识及非
强度与环境 2021年4期2021-12-31
- 变后掠翼的参变气动弹性建模与分析1)
，固定翼下的气动弹性系统建模已经成熟，ZAERO 软件和NASTRAN 中的气动弹性分析模块均可对固定翼飞行器进行颤振速度的计算和动态响应分析.而在可变后掠机翼的气动弹性建模和分析方面的研究较少.飞行器在变体过程中，系统的动力学特性随着变体控制参数的变化而变化，相应的气动弹性方程本质上是随参数时变的.对于参数慢变情形，可采用时间冻结法，获得某一变体参数下的气动弹性模型.在变体飞机方面，Zhao 和Hu[4]和Huang 等[5]提出了一种利用子结构综合和偶
力学学报 2021年11期2021-12-21
- 基于流形切空间插值的折叠翼参数化气动弹性建模1)
参数的参数化气动弹性模型,在全参数空间内实现气动弹性力学行为的高效、高精度预测,是变体飞行器研制过程中亟待解决的动力学问题.当前变体飞行器动力学建模研究可分为两大类:一类是多刚体动力学模型(如Newton-Euler 方法[6-8]、Lagrange 方法[9-10]、Kane 方法[11-13]等);另一类是柔性体动力学模型(如浮动坐标法[14]、绝对节点坐标法[15-16]等).相较于多刚体动力学模型,柔性体动力学模型更加贴近工程实际状况且能够应用于折
力学学报 2021年4期2021-05-30
- 大攻角失速下翼型非线性颤振速度计算分析
展弦比机翼的气动弹性稳定性进行了研究[6]。航天航空领域和船舶与海洋工程领域中,失速问题对飞行器的机翼、水下航行器的控制舵和高速船舶的水翼等舵面结构的设计和使用产生重大的影响。尤其在失速状态下,机翼、舵叶可能发生非线性颤振,进而会导致机翼、舵叶结构发生持续的振动,诱发结构疲劳损伤。因而,对于失速下的颤振分析是十分必要的。通过对翼型颤振进行时域分析,可以有效预测翼型颤振速度,并且直观展现气动弹性响应。对于建立在非定常力气动模型基础上的气动弹性问题的研究是于2
南京理工大学学报 2021年1期2021-03-09
- 基于降阶模型的翼型颤振主动抑制研究
CSD)建立气动弹性分析系统求解颤振，但在跨声速时该方法的预测精度大幅下降。而基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics，CFD)耦合计算结构动力学的高精度气动弹性分析方法迅速发展，成为研究人员分析与改善跨声速颤振问题时的首选。但是，基于CFD/CSD的高精度气动弹性时域分析方法计算效率低下，严重制约着其在工程中的应用，而基于系统辨识的降阶模型(Reduce-order Model, ROM)是解决这一问题的主要方法之一。
西安航空学院学报 2020年1期2020-06-01
- 机翼气动弹性的研究综述
要：机翼的气动弹性直接关系着飞行的安全与稳定，有关气动弹性的研究对于提高飞机的性能十分重要，国内外的专家学者为此做了大量的研究工作。本文对国内外机翼气动弹性的研究工作从结构模型、气动力模型、分析方法等方面进行了简单的总结和评述，特別是关于机翼颤振方面的研究，并提出了未来分析机翼气动弹性可能的发展方向和一种新思路。关键词：机翼 气动弹性 性能 颤振中图分类号：V211 文献标识码：A
科技创新导报 2020年20期2020-03-02
- 试述大型飞机设计中的气动弹性关键技术
理出大型飞机气动弹性设计关键技术，并进行深入研究。关键词 大型飞机;设计;气动弹性;关键技术气动弹性直接关系飞机的飞行安全，一旦发生气动弹性失稳，通常会导致灾难性的后果，因此，需要通过严谨细致的计算分析和大量可靠的相关试验来确保飞机的气动弹性满足要求。1翼面刚度指标设计技术刚度是决定翼面在一定载荷作用下变形情况的关键因素，而翼面变形情况又影响翼面的载荷分布，同时直接影响操纵面的操纵效率和反效速度，也直接影响着飞机的总体性能。因此，翼面刚度在飞机设计中具有举
科学与信息化 2019年30期2019-10-21
- 试析无人机气动弹性与控制
摘 要：气动弹性是航天领域的一个重要概念，早在上世纪初期飞机诞生时，人们就发现了机翼的气动弹性问题。如果不能有效控制气动弹性，将可能导致机翼折断等严重后果。对于无人控制的飞行器来说，控制气动弹性的难度更大。基于此，本文就针对无人机的气动弹性问题展开研究，在阐述其分类和特征的基础上，针对气动弹性的控制展开探讨，希望能为相关人士提供些许参考。关键词：无人机;气动弹性;飞行事故中图分类号：V211.47;V279 文献标识码：A 文章编号：2096-
现代信息科技 2019年16期2019-09-10
- 基于全解析法的气动弹性剪裁方法研究与软件实现*
形式，这使得气动弹性问题更为突出。为了解决大型飞机复合材料机翼这种涉及多学科耦合的气动弹性问题，常常需要引入气动弹性剪裁技术对设计方案进行综合和折中。国内外很多学者对复合材料机翼的气动弹性剪裁进行了研究，分别对复合材料机翼进行了优化设计［2～6］。但是目前大多数气动弹性剪裁设计只考虑了蒙皮的厚度为设计变量，并没有引入铺层比例、铺层顺序等设计变量，没有充分利用复合材料的性能。并且，气动弹性剪裁时常常需要考虑颤振、发散、固有频率、变形、强度、载荷等各种约束条件
舰船电子工程 2019年6期2019-07-08
- 基于共旋有限元格式的非线性连接翼气动弹性响应分析
在机翼结构的气动弹性问题上，连接翼有别于传统的单翼布局机翼。LIVNE总结了2001年之前关于连接翼结构气动弹性研究的现状和面临的挑战，指出在进行连接翼气动弹性分析时必须考虑机翼的屈曲和气动弹性之间的耦合情况，并且屈曲是比颤振影响更大的失稳模式[2]。WEISSHAAR等研究了连接翼结构的体自由度颤振问题，认为体自由度颤振受机翼后掠角和飞行器质心位置的影响较大，应该在设计中予以考虑[3]。LEE等采用分段线性方法研究了时域下考虑屈曲影响的连接翼非线性气动弹
空天防御 2019年2期2019-04-26
- 基于气动弹性的风力机叶片气动与结构性能研究★
断增大，忽略气动弹性效应将使其性能偏离原设计值，甚至产生破坏[2]。因此，研究气动弹性问题对大型叶片的设计具有重要意义。许多学者已展开了相关研究工作[1-6]，但侧重点大多偏向于气动性能分析，鲜有同时对结构性能进行研究的报道。本文提出一种基于动量叶素理论与有限元法相结合的方法，对某1.5 MW叶片进行考虑气动弹性效应的气动与结构性能研究。1 叶片气动与结构性能计算模型1.1 叶片气动性能计算模型采用动量叶素理论计算载荷与叶片气动性能。作用在长度为dr的叶素
山西建筑 2019年9期2019-04-12
- 基于随机森林算法的非定常气动力建模研究
降阶模型，是气动弹性力学研究的重要组成部分和关键技术之一。基于CFD技术的气动弹性分析对气体流动的刻画越细致，则气动弹性系统的维数就越高，从而导致气动弹性模拟计算时间耗费巨大，特别是涉及气动弹性优化问题时，有时能达到难以接受的地步。因此，发展非定常气动力降阶模型ROM（Reduced Order Model）已成为一个热门的研究领域。基于气动力降阶模型的气动弹性分析，可以快速求解该气动弹性系统对任意输入的响应，仅需利用CFD求解器求解给定状态下流场的输入输
计算力学学报 2018年6期2019-01-09
- 高超声速飞行器气动弹性的近期进展与发展展望
质结构设计和气动弹性方面将面临巨大的技术压力。1 高超声速气动弹性计算方法近期研究进展近十几年来，针对高超声速热气动弹性的研究有了长足进步，国内外众多学者都对其进行了总结分析。McNamara[2]对2011年以前国外热气动弹性的发展、现状和未来进行了详细的总结和介绍。杨超[3-4]综述了高超声速热气动弹性以及气动伺服弹性的进展，提出了高超声速飞行器在气动弹性领域需要解决和关注的若干问题。陈刚[5]全面系统地介绍了非定常流场降阶模型的国内外研究进展。Gup
空气动力学学报 2018年6期2018-12-09
- 无人机气动弹性与控制综述
50003)气动弹性力学问题在航空航天技术领域的发展初期就已经出现。早在1903年Langley进行他的“空中旅行者”号有动力飞机试飞时就出现了机翼气动弹性发散问题[1]，导致了机翼折断。第一次世界大战中，德国战机AlbatrosD-III和FokkerD-VIII也由于气动弹性发散而发生了致命的破坏。20世纪50年代初期，随着飞行器进入超音速范围，新出现的气动弹性问题引起了诸多学者的关注和深入研究，从而使用气动弹性力学开始快速发展，并形成了一门独立的学科
兵器装备工程学报 2018年11期2018-12-04
- 大展弦比柔性机翼气动弹性分析中的气动力方法研究进展
类新的非线性气动弹性问题开始受到关注，即大柔性飞行器的大变形几何非线性气动弹性问题。采用轻质材料的大展弦比机翼是该问题的主要研究对象，其力学本质在于结构求解中的小变形假设不再适用，结构受力变形后的平衡态相对未变形的结构呈现明显的几何差异，结构的承载和变形状态引起的几何非线性因素使得结构静、动特性发生改变，并且改变静、动气动弹性耦合关系，从而使气动弹性的研究及应用面临新的挑战。几何非线性气动弹性的研究从理论方面与一般气动弹性力学主要有以下区别：其一为结构几何
空气动力学学报 2018年6期2018-12-03
- 超大规模气动弹性数值模拟软件研制(2017)
的软件基础，气动弹性问题的数值模拟属于典型的多学科耦合数值模拟问题。始于2010年、由AIAA组织的DPW(Drag Prediction Workshop)系列会议已经成功举办了六届，其主要目的是评估现代CFD技术模拟运输机高速构型的阻力预测能力，为CFD技术下一步的发展提出建议和意见。为考核现有流固耦合软件的数值模拟能力，2016年6月召开的第六届DPW组委会将CRM(Common Research Model)翼身组合体模型的流固耦合数值模拟(Cas
空气动力学学报 2018年6期2018-12-03
- 转速对小展弦比压气机叶片静气动弹性的影响
同作用下的静气动弹性变形问题越来越突出。随着级负荷的进一步提高，叶型几何形状细微差别都将使得压气机工作偏离理想设计工况，非设计工况甚至引起叶片的结构强度和疲劳寿命问题。因此，研究小展弦比压气机叶片不同工作转速下的静气动弹性问题，对于高性能涡扇发动机压气机设计十分重要。压气机叶片工作过程中因承受气动力、离心力和非均匀温度载荷，导致叶片产生一定的静气动弹性变形，从而影响叶片气动性能。国内外学者对此开展了大量的研究工作。Mahajan等[3]分析了GE公司E3发
燃气涡轮试验与研究 2018年4期2018-09-19
- 多级压气机气动弹性不稳定性计算方法综述
（Vibration UTC,Mechanical Engineering，Imperial College London,London,UK）0 IntroductionUnsteady turbulent high-speed compressible flows often give rise to complex aeroelasticity phenomena by influencing the dynamic behaviour of str
风机技术 2018年2期2018-06-22
- 基于CFD/CSD方法的跨声速静气动弹性数值模拟应用研究
声速范围内静气动弹性造成的飞机升力损失最大，使焦点前移最甚[2]。随着气动弹性计算技术的进步，近年来国内外在这方面已经开展了大量的研究工作。70年代，基于线化位流理论发展起来的面元法开始广泛应用于飞机的气动弹性计算，现在采用该方法的NASTRAN等商业软件仍被许多工程单位广泛使用[3]。1974年，Ballhaus与Steger提出了一种二维全隐式有限差分格式构造方法，这个方法导致了第一个专业气动弹性计算软件LTRANS的诞生。80年代初期，跨声速小扰动方
空气动力学学报 2018年1期2018-03-09
- 大展弦比机翼跨声速静气动弹性风洞试验
机翼跨声速静气动弹性风洞试验郭洪涛1,2,*,陈德华1,吕彬彬2,余 立2,祖孝勇2(1.中国空气动力研究与发展中心 空气动力学国家重点实验室,四川 绵阳 621000;2.中国空气动力研究与发展中心 高速空气动力研究所,四川 绵阳 621000)基于静气动弹性风洞试验研究了某翼身组合体的跨声速静气动弹性效应。试验结果表明：在设计巡航点，静气动弹性对大展弦比超临界机翼的气动特性影响明显，可使机翼的升力系数降低21%、升阻比增加8%、焦点前移约1%bA；在超
空气动力学学报 2017年6期2017-12-25
- 低速流场中柔性悬臂板的后颤振响应
个新的非线性气动弹性模型,对低速流场中柔性悬臂板的后颤振响应特性进行了分析。建模中考虑了结构几何非线性、气动力非线性以及两者之间的强耦合效应。通过实验数据对所建立的气动弹性模型进行了验证。发现在低速流场中柔性悬臂板可能会以周期加倍的方式进入混沌运动。结构几何非线性效应和翼尖涡引起的非定常气动力效应对柔性悬臂板的结构响应有显著影响，而尾涡变形引起的非定常气动力对结构运动的影响较小。还研究了不同耦合算法的差异，给出了小展弦比大柔性结构非线性气动弹性数值仿真时耦
航空学报 2017年3期2017-11-20
- 大展弦比复合材料机翼研究进展
而导致机翼的气动弹性非线性.大展弦比复合材料机翼的设计分析方法与传统机翼有很大不同.为研究大展弦比复合材料机翼的进展，并预测其未来可能的发展方向，对现有大展弦比复合材料机翼设计、分析、试验方法进行分析总结.首先，对大展弦比复合材料机翼结构设计方法、结构分析方法进行了介绍；然后，介绍了两类用于大展弦比机翼的气动力分析方法：基于片条理论和二元非定常气动力相结合的气动力分析方法以及考虑展向流动效应的三维气动力分析方法，重点总结了复合材料大展弦比机翼静气动弹性、动
哈尔滨工业大学学报 2017年10期2017-11-08
- TRIP软件的静气动弹性计算模块开发及精度验证
IP软件的静气动弹性计算模块开发及精度验证孙 岩1,2, 黄 勇2, 王运涛2,*, 孟德虹2, 王 昊2(1. 中国空气动力研究与发展中心 空气动力学国家重点实验室, 四川 绵阳 621000; 2. 中国空气动力研究与发展中心 计算空气动力研究所, 四川 绵阳 621000)在结构网格流场求解软件TRIP基础上，发展了一套静气动弹性计算模块。首先简要介绍了静气动弹性计算模块总体架构、构成单元和耦合策略，然后详细介绍了构成单元中采用的一些数值计算方法。最
空气动力学学报 2017年5期2017-11-01
- 转捩位置对全动舵面热气动弹性的影响1)
对全动舵面热气动弹性的影响1)刘成2)叶正寅 叶坤(西北工业大学航空学院，西安710072)高超声速附面层的转捩预测一直是流体力学研究中的难点，转捩前后物面的摩擦系数和传热系数会发生改变，转捩位置的不同会影响到飞行器表面热环境，进而使得飞行器的气动弹性特性发生显著变化.鉴于高超声速附面层转捩预测的不确定性，本文分析了转捩位置对高超声速全动舵面热气动弹性的影响.首先分别用层流模型和湍流模型求解N-S方程,得到气动热环境，并对气动热进行参数化；然后在不同转捩位
力学学报 2017年4期2017-08-12
- 大长细比导弹的气动弹性降阶模型1)
长细比导弹的气动弹性降阶模型1)杨执钧∗黄 锐∗刘豪杰∗赵永辉∗胡海岩∗,2)王 乐†∗(南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室，南京210016)†(中国运载火箭技术研究院，北京100076)对于大长细比导弹，需要在设计阶段准确计算气动弹性/气动伺服弹性，但其复杂的气动力给计算带来困难，因此气动力降阶模型是突破大长细比导弹跨音速气动弹性分析与控制瓶颈的关键技术.虽然气动力模型降阶方法已在预测二维机翼结构的气动弹性方面取得重要进展，但几乎未见关于
力学学报 2017年3期2017-07-03
- 考虑大变形的大展弦比机翼气动弹性优化设计
大展弦比机翼气动弹性优化设计王斐1， 李秋彦1， 谢长川2， 孟杨2(1.成都飞机设计研究所， 成都610091；2.北京航空航天大学航空科学与工程学院， 北京100191)针对大展弦比机翼飞机自身特点，在结构大变形情况下，将弹性力学几何非线性理论引入到大柔性飞行器的气动弹性力学分析中，建立完整的几何非线性气动弹性分析方法框架。该方法主要包含两方面：结构非线性刚度和曲面气动力的计算。结合优化设计，为了提高优化设计效率，针对迭代过程进行有效简化。基于ISIG
四川轻化工大学学报(自然科学版) 2017年2期2017-04-27
- 飞翼无人机静气弹参数分析及操纵效率计算
式无人机的静气动弹性参数响应及不同舵面的操纵效率。首先通过气动结构松耦合技术研究了飞翼无人机静气动弹性响应，对比分析刚性与弹性气动特，分析高度、马赫数、迎角及侧滑角对静气动弹性的影响；其次研究单一舵面偏转与组合舵面偏转的静气弹性，并分析结构几何非线性对静气动弹性的影响；然后分析阻力方向舵开裂角对静气弹的影响；最后计算不同马赫数不同舵面的操纵效率。研究表明迎角增大位移幅值也增大，不同高度位移响应频率形式是一样的，侧滑角对无人机半模静气动弹性响应并没有影响；开
西北工业大学学报 2016年5期2016-11-18
- 具有结构非线性的折叠机翼气动弹性分析
性的折叠机翼气动弹性分析倪迎鸽， 侯赤， 万小朋， 赵美英(西北工业大学 航空学院，西安710072)分析了具有铰链间隙的折叠机翼的非线性气动弹性响应。首先采用模态综合法建立了折叠机翼的结构动力学模型，其次基于偶极子非定常空气动力模型，由最小状态法有理函数近似获得了时域下气动力近似表达式，最后通过Runge-Kutta法获得了时域的气动弹性响应。分析表明：由于铰链处间隙的存在改变了折叠机翼气动弹性性能，使得结构在一定的速度范围内产生极限环运动，但是内外铰链
振动与冲击 2016年18期2016-10-18
- 某支线飞机概念设计阶段机翼气动弹性设计
设计阶段机翼气动弹性设计张旭，岳良明，王斌(中国航天空气动力技术研究院 第二研究所，北京100074)在飞机的总体方案概念设计阶段，需要对飞机机翼进行气动弹性设计，以避免在后期设计中，因气动弹性问题而对设计方案进行较大更改。以某支线飞机的总体方案论证为背景，研究并归纳该飞机概念设计阶段气动弹性设计与分析的理论基础和计算方法，建立机翼的梁架式模型，初步设计模型刚度与质量分布，并进行机翼的静气动弹性响应与载荷分析、振动特性及颤振特性分析。结果表明：该支线飞机机
航空工程进展 2016年3期2016-10-09
- 高速柔性飞行器耦合动力学研究进展
,气动加热、气动弹性与飞行动力学间的相互耦合效应更加显著的情况,综述了高速柔性飞行器耦合动力学的研究现状与进展,包括弹性变形引起的非定常气动力的主要计算方法、受热结构气动弹性分析、气动弹性与飞行耦合动力学分析等。最后,提出了高速柔性飞行器耦合动力学研究中需要进一步关注的方向及问题。关键词:气动弹性; 非定常气动力; 气动加热; 飞行动力学; 超声速0引言飞行器在飞行过程中,除了有大范围空间刚体运动之外,还有小幅度弹性变形振动。传统飞行器设计根据需要一般分别
飞行力学 2016年3期2016-07-01
- 飞机气动弹性和载荷引论 第2版
本书是飞机气动弹性和载荷引论的第2版，对飞机气动弹性和载荷的主要原理做了更新的全面介绍和重大修订，对涉及有限元和负载材料的章节做了更新和重组，并对涉及到MATLAB和Simulink模型的部分提供了包含解决方案手册的网站链接。这本书由振动、空气动力学、载荷和控制的基本知识开始，然后引入简化模型来说明柔性飞机的气动弹性行为和飞机响应和负载，最后说明了如何满足气动弹性和载荷的工业认证要求。本书共分3部分，25章：第一部分 背景材料，含第1-6章：1.第一自由度
国外科技新书评介 2016年9期2016-05-14
- 考虑气动弹性的风力机叶片外形优化设计
44)考虑气动弹性的风力机叶片外形优化设计李松林，陈进，郭小锋，孙振业(重庆大学 机械传动国家重点实验室，重庆 400044)摘要：针对气动弹性对风力机性能的影响，引入叶片受载时的扭转角，建立了考虑气动弹性的风力机空气动力学模型。在此基础上，提出了以额定风速下风能利用系数为目标的优化模型，优化模型中将叶片的弦长和扭角分布作为设计变量，并考虑了气动弹性对风力机叶片性能的影响，以850 kW风力机叶片作为参考叶片,运用改进的遗传算法对其进行优化设计，结果表明
哈尔滨工程大学学报 2016年3期2016-04-25
- 空间再入飞行器热气动弹性数值研究进展
再入飞行器热气动弹性数值研究进展张章 黄伟 唐明章 王伟志（北京空间机电研究所，北京 100094）热气动弹性分析关系到空间再入飞行器的气动性能、结构安全和振动特性。文章对空间再入飞行器热气动弹性研究的数值方法和研究进展进行了回顾；总结了热气动弹性数值的模拟内容、气/ 固/热多物理场耦合方法和高超声速气动力、气动热求解方法等方面研究的典型成果与特点；比较了单向耦合分层求解方法与双向耦合方法在热气动弹性分析方面的优缺点，指出气动力、气动热的工程计算方法和降阶
航天返回与遥感 2016年1期2016-02-21
- 大长细比飞行器整弹颤振性能分析*
度。关键词:气动弹性;颤振;大长细比;干扰0引言颤振是飞行器设计与分析中极为重要的气动弹性动稳定性问题,对非定常气动力的计算是颤振计算的重要工作之一。舵片、弹翼和弹身组合布局型式的飞行器各部件间存在复杂的气动干扰,如升力面之间的气动力干扰、弹身对升力面的影响、气流经过升力面后的阻滞作用、舵片尾涡对弹翼的下洗等[1]。工程中往往对颤振计算模型进行大量简化,更多地关注升力面的颤振,只考虑孤立部件,忽略干扰,这可能带来一些问题。大长细比导弹弹体本身的弯曲刚度相对
弹箭与制导学报 2015年3期2015-12-26
- 低音速气动弹性机翼的主动控制
3）近年来，气动弹性控制系统已经成为了一个重要的研究课题[1]，并取得了许多的成果。一系列的论文考虑单输入单输出气动弹性控制问题[2]，即副翼偏转用来控制俯仰角，同时浮沉位移不需要控制而渐近稳定；或者是用它来控制浮沉位移，同时俯仰角自行渐近稳定。而后，一些学者研究基于反馈线性化理论的气动弹性的控制[3-6]，然而，气动弹性系统是相当复杂的系统，它的精确模型是非常难以制定的，所以通常带有一定的误差。文中介绍了以滑模控制和抑制抖振的模糊控制相结合的控制器，并有
电子设计工程 2015年16期2015-06-08
- 基于近似惯性流形的非线性壁板热气动弹性响应降阶方法
非线性壁板热气动弹性响应降阶方法康 伟1，唐 杨1，徐 敏1，张家忠2（1.西北工业大学航天学院，西安 710072；2.西安交通大学能源与动力工程学院，西安 710049）基于近似惯性流形理论提出一种用于高温环境下的二维壁板热气动弹性响应分析的降阶方法。其主要思想是将壁板振动方程的解分解为高低阶模态之和，并利用近似惯性流形理论建立高低阶模态之间的耦合关系，用低阶模态来表示高阶模态的影响。通过与传统的伽辽金法比较，结果表明所提方法可以在不明显损失解的精度的
振动与冲击 2015年21期2015-05-24
- 改进的动弹网格方法在航空气弹计算中的应用
10065)气动弹性是现代航空气动力计算中一个突出的问题。主要研究基于Delaunay图映射方法的动弹网格的欧拉方程CFD计算及其在航空标模M6机翼上的静气动弹性应用。以Delaunay图映射方法为基础，针对三维非结构运动网格技术进行了研究、开发和改进，同时利用计算流体力学的方法, 开发了一套适用性较好的非结构网格欧拉方程流场求解器，进一步通过流固耦合的力学方法，对航空标模M6机翼的静气动弹性问题进行了研究和分析，给出了CFD并行计算的设计方法及算例。De
机械设计与制造工程 2015年3期2015-04-16
- 保形动网格策略在CFD/CSD耦合中的应用
%。关键词：气动弹性;保形;网格变形;有限元方法CFD/CSD耦合;操纵面在气动弹性和流固耦合这类问题的分析中,由于结构外形在外部气动力的作用下发生了变形,这就需要采用某种方法根据结构表面的变形使气动网格中的空间节点做出相应调整,即所谓的动网格方法[1]。如何提高动网格方法的计算效率和通用性正是目前研究的热点。在动网格领域,常用的方法有无限插值法(TFI)和径向基函数法(RBF)。传统的TFI方法一般仅能用于结构化网格,但计算效率高,能够支持中等程度的变形
西北工业大学学报 2015年5期2015-02-22
- 折叠机翼的参数化气动弹性建模与颤振分析
机翼的参数化气动弹性建模与颤振分析倪迎鸽, 侯赤, 万小朋, 赵美英(西北工业大学 航空学院, 陕西 西安710072)摘要：针对折叠机翼的特点建立了颤振分析的参数化气动弹性模型。参数化的结构模型基于模态综合法实现;参数化的气动力模型采用偶极子网格法建立;并且阐述了基于Gram矩阵范数对于气动弹性系统颤振边界的预测方法。以折叠机翼完全展开和完全折叠构型为例,将文中方法获得的颤振边界与特征值法获得的结果进行了对比,验证了该方法的正确性。通过对不同折叠角度下的
西北工业大学学报 2015年5期2015-02-22
- 考虑几何非线性效应的大展弦比机翼气动弹性分析
设的常规线性气动弹性分析方法不再适用。大展弦比机翼气动弹性分析须考虑结构大变形导致的几何非线性效应。Kim等[1]通过采用跨音速小扰动理论与大变形梁理论耦合分析大展弦比机翼几何非线性颤振特性，较好预测颤振边界。Dowell[2]对阵风响应下大展弦比机翼气动弹性特性进行理论分析与风洞实验研究，认为阵风载荷较小时几何非线性对垂向、扭转响应影响较小。Patil等[3]通过研究大展弦比机翼静/动气动弹性特性，认为大变形几何非线性对大展弦比机翼静/动气动弹性特性有重
振动与冲击 2014年16期2014-09-08
- RBF径向基函数与Delaunay图映射技术在飞行器型架外形设计中应用研究
引 言飞机气动弹性特性研究传统上划为静气动弹性和颤振特性研究两个独立部分［1－2］。静气动弹性特性计算求解过程往往采用静变形和定常气动力的交替迭代计算，最后得出发散速度或特定飞行条件下的机翼静变形。传统的飞行器设计主要是针对型架外形设计。然而在飞行器经过气动弹性变形之后，巡航状态气动性能与设计性能存在一定的区别。而对于民用客机来讲首先进行巡航外形设计，通过静气动弹性计算、修正得到型架外形，从而保证型架外形在巡航状态飞行时，在气动弹性作用下气动外形与性能能
空气动力学学报 2014年3期2014-04-06
- 大展弦比机翼几何非线性气动弹性响应分析
显著，非线性气动弹性分析技术成为研究该类结构气动弹性问题的有效工具。在几何非线性气动弹性问题的研究方面，Tang和Dowell[1]以线性化的方法对简化的梁模型进行非线性颤振分析，结果与实验值吻合良好，表明该方法可以较好的预估颤振发生时的速度。谢长川、杨超[2，3]等人借助动力学线化的方式，对大展弦比机翼展开气动弹性稳定性分析，与线性分析结果对比表明，由于几何非线性的影响，线性颤振计算方法不能准确地预测临界颤振速度。除采取分步线化方法实现非线性气动弹性分析
盐城工学院学报（自然科学版） 2014年1期2014-03-25
- 基于CFD/CSD方法的亚音速平板结构气动弹性分析*
音速平板结构气动弹性分析*谌胜1刘春川2李凤明1†(1．哈尔滨工业大学航天学院，哈尔滨 1 50001)(2．哈尔滨工业大学机电学院，哈尔滨 1 50001)采用CFD/CSD双向流固耦合算法研究平板结构的气动弹性耦合特性．首先，采用CFD/CSD算法计算平板结构的颤振临界速度，并与已有文献中的实验结果进行比较验证．然后，分别对简支和固支边界条件的三维平板结构进行气动弹性特性分析，计算不同约束情况下流场分布的变化和平板结构的位移响应．同时还考虑加肋和结构材
动力学与控制学报 2013年4期2013-09-17
- 锐边突风对大展弦比机翼的气动弹性响应影响
的特点，因此气动弹性的动稳定性和动力响应问题变得日益突出［1］。气动弹性动稳定性主要研究颤振问题，动力响应主要讨论气动弹性系统在突风作用下引起的气动弹性响应问题。文献［2］以二元机翼为对象，利用Jones气动力近似方法建立了气动弹性响应模型，研究了锐边突风对系统气动弹性响应的影响。文献［3］以大展弦比均匀直机翼为对象，求解一阶扭转和一阶弯曲情况下系统的颤振速度，利用准定常气动力模型研究了锐边突风二元机翼以及直机翼的气动弹性响应影响。本文将以大展弦比均匀直机
飞行力学 2012年6期2012-07-25
- 考虑气动弹性的风力机叶片性能分析
发展，叶片的气动弹性问题日益引起关注。目前国内外已有的风力机叶片气动设计方法和软件大都是假设叶片为刚性体，即在不考虑叶片弹性变形的前提下，通过改变叶片的翼型、弦长和扭转角沿展向的分布来设计满足一定气动特性要求的叶片外形。然而，由于真实叶片并不是刚性的，在实际的运转状态下，必然产生弹性变形。对于大型风力机叶片，由于设计功率成倍增加，所受载荷大幅提高，受制于重量与体积，结构更为细长。刚度降低会产生较大的弯曲和扭转变形，导致叶片在实际运转中气动外形与设计外形产生
空气动力学学报 2011年3期2011-04-07
- 为中国飞机制造插上双翼——专访中国气动弹性力学专家管德院士
——专访中国气动弹性力学专家管德院士文／ 朱梅梅“在逆境中不放弃追求，不能有个风吹草动就改变初衷。做任何事得不怕困难，得学会坚持。”——管德前言：一份至高无上的荣誉，一份如履薄冰的责任，他在自己的专业领域辛勤的耕耘，他用不平凡的人生经历折射出智慧的光芒……管德（1932.6.9－）飞机气动弹性力学专家，北京市人。高级工程师、教授、博士生导师、中国工程院院士。1952年9月毕业于清华大学航空工程学院。曾任沈阳飞机设计所副所长，沈阳飞机制造公司副总经理、总工程
科学中国人 2010年6期2010-11-06
- 飞机与动弹性领域的耕耘者
内外有关飞机气动弹性技术文献的目录。早期的笔记，页面已经泛黄，但苍劲的字迹清晰如昔。50年间，不管人事变迁，职务调动，管德坚持记载而不辍，确实难能可贵。他说，飞机气动弹性专业是他毕生从事的事业，他与它形影不离。气动弹性是研究空气动力对弹性体影响的学科，是在飞机设计领域中相当重要的专业。在飞机设计中经常遇到静态、动态气动弹性问题。静态气动弹性如变形发散，是飞机在外部空气动力载荷作用下引起的变形扩大；动态气动弹性问题就更为复杂，它包括颤振、抖振、嗡鸣、动力响应
航空知识 2001年5期2001-06-12