基于深度学习的桥梁非线性气动力模型研究

1

作者 张文明 冯丹典 葛耀君 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期16-24,共9页

为准确模拟桥梁断面气动力的非线性特性和流体记忆效应,构建了基于深度学习的非线性气动力降阶模型。引入前馈神经网络(FNN)和长短时记忆(LSTM)网络2种深度学习框架,利用CFD强迫振动数值模拟获取非线性气动力数据,采用谐波叠加法合成强... 为准确模拟桥梁断面气动力的非线性特性和流体记忆效应,构建了基于深度学习的非线性气动力降阶模型。引入前馈神经网络(FNN)和长短时记忆(LSTM)网络2种深度学习框架,利用CFD强迫振动数值模拟获取非线性气动力数据,采用谐波叠加法合成强迫振动位移信号;结合2种框架的结构特征,以断面位移为输入、气动力为输出,针对性构建了用于网络训练、验证和测试的数据集。以某三塔悬索桥钢箱梁断面为例,分别建立基于FNN和基于LSTM网络的气动力降阶模型,并针对不同频率、自由度的强迫振动和自由振动等工况,评估对比了模型的性能。结果表明:2种降阶模型均可较好地模拟任意合理振动工况下断面非线性气动力,计算效率较数值模拟有极大提升,其中,基于LSTM网络的降阶模型具备更优的非线性气动力模拟性能。 展开更多

关键词 桥梁工程 非线性气动力 深度学习 前馈神经网络 长短时记忆网络 数值模拟

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柔长结构气固耦合的线性与非线性气动力理论 被引量：12

2

作者 徐旭 曹志远 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2001年第12期1299-1308,共10页

针对柔性结构与风在三方向相互作用的特点 ,在合理的结构节段力学模型的基础上 ,建立了新的气动力模型 ,即三分力系数Ci =Ci(β(t) , θ) ,(i=D ,L ,M) 不仅是瞬时攻角的函数 ,而且也是转速的函数 ,并依据“片条理论”与改进的“准静态... 针对柔性结构与风在三方向相互作用的特点 ,在合理的结构节段力学模型的基础上 ,建立了新的气动力模型 ,即三分力系数Ci =Ci(β(t) , θ) ,(i=D ,L ,M) 不仅是瞬时攻角的函数 ,而且也是转速的函数 ,并依据“片条理论”与改进的“准静态理论” ,提出了推导结构节段模型与风相互作用的线性与非线性气动力项的方法 ,从而将土木工程中柔性结构与风的相互作用的线性与非线性理论集中到一个模型中·　对于线性气动力部分 ,给出了与经典气动力公式中相对应的颤振导数的半解析表达式·　对于非线性气动力部分 ,给出了扭转气动耦合的非线性气动力表达式 ,并给出了Tacoma大桥扭转非线性运动的控制方程 ,其形式与结果与V .F .B 展开更多

关键词 非线性气动力 耦合作用 颤振导数 风场 柔性结构 气动弹性

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基于非线性气动力的横侧向静气动弹性分析 被引量：4

3

作者 严德 杨超 万志强 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2008年第9期224-228,240,共6页

应用非线性气动力,分析了某飞机横侧向静气动弹性特性随迎角、法向过载的变化,并与基于线性气动力数据的结果进行了对比。线性气动力数据指气动力随迎角、侧滑角以及操纵面偏度呈线性变化,而非线性气动力数据呈非线性变化。通过对比可... 应用非线性气动力,分析了某飞机横侧向静气动弹性特性随迎角、法向过载的变化,并与基于线性气动力数据的结果进行了对比。线性气动力数据指气动力随迎角、侧滑角以及操纵面偏度呈线性变化,而非线性气动力数据呈非线性变化。通过对比可以得出:1)基于线性气动力数据时,迎角对副翼操纵导数没有影响;基于非线性气动力数据时,随着迎角的增大,副翼的刚性和弹性操纵导数均减小,且均呈现出非线性变化的趋势;2)无论是线性气动力,还是非线性气动力,机翼和垂尾载荷的展向分布以及翼根载荷随法向过载的变化趋势相同,仅存在数值上的差别。 展开更多

关键词 静气动弹性 横侧向 非线性气动力 飞行载荷 操纵导数

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飞机结冰后非线性气动力建模及动态响应特性研究 被引量：3

4

作者 裴彬彬 徐浩军 +2 位作者 薛源 陈俊霖 吕晗阳 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2016年第3期317-321,共5页

当前结冰后的动力学仿真主要基于线性气动力模型及结冰影响模型进行,对于结冰后非线性气动力模型的研究较少,然而这对于飞机结冰后在大迎角等非线性区域的动力学分析极为重要。研究了飞机结冰后的非线性气动力模型,将结冰后线性气动力... 当前结冰后的动力学仿真主要基于线性气动力模型及结冰影响模型进行,对于结冰后非线性气动力模型的研究较少,然而这对于飞机结冰后在大迎角等非线性区域的动力学分析极为重要。研究了飞机结冰后的非线性气动力模型,将结冰后线性气动力模型的估算方法扩展到非线性气动力模型上,并在结冰后大迎角区域风洞试验数据的基础之上,对失速及过失速区的气动参数变化进行修正。研究了飞机在不同升降舵脉冲信号作用下的动态响应。仿真结果表明,计算结果能够较好地反映飞机在结冰状态下的动力学特性,提出的非线性结冰影响模型能够为结冰条件下研究飞机失速及过失速区域的动力学特性提供理论支撑。 展开更多

关键词 飞机结冰 非线性气动力 非线性结冰影响模型 飞行动力学

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基于非线性气动力的飞机飞行载荷计算 被引量：2

5

作者 张辉 李杰 蒋胜矩 《航空计算技术》 2015年第3期8-11,16,共5页

为了研究气动力非线性对飞机静气动弹性特性及飞行载荷的影响,发展了一种基于非线性气动力的飞机静气弹及飞行载荷计算方法。通过引入CFD计算结果,实现对线性方法中的气动力影响系数矩阵的非线性修正,采用模态法求解静气弹配平方程得到... 为了研究气动力非线性对飞机静气动弹性特性及飞行载荷的影响,发展了一种基于非线性气动力的飞机静气弹及飞行载荷计算方法。通过引入CFD计算结果,实现对线性方法中的气动力影响系数矩阵的非线性修正,采用模态法求解静气弹配平方程得到飞机非线性的气弹变形及飞行载荷。以某翼身组合体构型为计算算例,分别针对刚性模型和柔性模型,基于非线性气动力完成了飞机静气动弹性分析及载荷计算,并与线性结果进行了对比分析。结果表明,非线性方法可对大迎角范围内飞机静气弹变形及飞行载荷做出较合理的预测。 展开更多

关键词 静气动弹性 气动力影响系数矩阵 CFD 非线性气动力 飞行载荷 气动载荷 弹性飞机

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飞机大迎角机动非线性气动力模型的辨识 被引量：1

6

作者 杨小平 孙秀佳 《飞行力学》 CSCD 北大核心 1998年第1期37-42,共6页

给出一种基于最大似然辨识的方法，用以分析飞机模型大迎角大幅值强迫简谐振动获得的气动力和力矩数据。在泛函分析和非定常气动力线性理论的基础上，通过合理的简化建立了能够包括气动力动态失速和涡流破裂及显著气动迟滞效应的非线性... 给出一种基于最大似然辨识的方法，用以分析飞机模型大迎角大幅值强迫简谐振动获得的气动力和力矩数据。在泛函分析和非定常气动力线性理论的基础上，通过合理的简化建立了能够包括气动力动态失速和涡流破裂及显著气动迟滞效应的非线性气动力模型表达式。并应用飞机模型的试验数据验证了该方法的计算结果。实际计算结果表明该非线性气动力模型能够较为精确地计算飞机模型大幅值迎角简谐振动产生的气动力响应。 展开更多

关键词 大迎角 数学模型 非线性气动力 辨识 飞机

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基于CFD仿真的平板非线性气动力系统特征研究 被引量：6

7

作者 祝志文 袁涛 +1 位作者 陈政清 邓燕华 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期32-38,共7页

为研究平板气动力系统的非线性特征,基于非定常雷诺时均Navier-Stokes(RANS)方程和SSTk-ω湍流模型,数值模拟了在单位位移激励下平板非定常运动的绕流场,获得了作用在平板上的气动力时程,并基于Volterra理论开展了平板非线性气动力系统... 为研究平板气动力系统的非线性特征,基于非定常雷诺时均Navier-Stokes(RANS)方程和SSTk-ω湍流模型,数值模拟了在单位位移激励下平板非定常运动的绕流场,获得了作用在平板上的气动力时程,并基于Volterra理论开展了平板非线性气动力系统识别.研究表明,本文建立的平板非线性气动力模型能对一定频率带宽和一定幅值范围的激励产生合理的响应;在本文研究的强迫运动位移幅值和频率范围内,平板非线性气动力模型响应没有表现出对振动幅值和频率的明显相关性,且其气动力的非线性效应并不明显,因而可以认为小攻角下的平板绕流属于气动力弱非线性系统.本文研究证明了CFD模拟在桥梁主梁气动力系统识别上的明显优势. 展开更多

关键词 气动力非线性 平板 Volterra理论 CFD

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基于非线性试验气动力的飞机静气动弹性响应分析 被引量：23

8

作者 万志强 邓立东 +1 位作者 杨超 严德 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期439-445,共7页

分别使用线性和非线性静气动弹性分析方法,对某飞机纵向静气动弹性响应特性随飞行动压、攻角、平尾偏度和纵向过载变化的趋势进行了分析,并将分析结果和飞行试验进行了比较。线性方法的气动力计算使用亚音速偶极子格网法。非线性方法由... 分别使用线性和非线性静气动弹性分析方法,对某飞机纵向静气动弹性响应特性随飞行动压、攻角、平尾偏度和纵向过载变化的趋势进行了分析,并将分析结果和飞行试验进行了比较。线性方法的气动力计算使用亚音速偶极子格网法。非线性方法由风洞试验提供刚体气动力,并使用线性气动力影响系数矩阵对其进行弹性化处理。通过对两种方法的计算结果进行对比分析可以看出:①使用刚体试验气动力的非线性分析方法能够获得和飞行试验比较一致的结果;②在线性方法所提供的结果中,翼面的弯曲变形及剪力、弯矩和扭矩等部分参数能为初步设计提供大致参考,但气动力系数的弹性增量、翼面的扭转变形、翼面的剪力、弯矩和扭矩的弹性部分可能不能为型号设计提供正确的指导;③不论刚体气动力为线性还是非线性,气动力系数随动压变化的趋势均呈线性。 展开更多

关键词 气动弹性 静气动弹性 飞行载荷 非线性气动力 试验气动力

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切角方柱非线性气动力数值模拟研究 被引量：1

9

作者 言志超 黄龙显 +1 位作者 吴蕊恒 张亮亮 《公路》 北大核心 2020年第4期197-201,共5页

采用二维动网格技术,运用强迫振动法识别不同无量纲风速下切角方柱颤振导数H1*,并考虑振幅的影响。详细分析了切角方柱强迫振动时气动力非线性特性。结果表明:线性颤振导数理论仅能描述无量纲风速较小时切角方柱周围横风向气动力,对于... 采用二维动网格技术,运用强迫振动法识别不同无量纲风速下切角方柱颤振导数H1*,并考虑振幅的影响。详细分析了切角方柱强迫振动时气动力非线性特性。结果表明:线性颤振导数理论仅能描述无量纲风速较小时切角方柱周围横风向气动力,对于无量纲风速较大的情况,模型周围气动力中包含大量非线性分量,当涡脱频率被非线性项"俘获"时该非线性项幅值还会突然增大,甚至有时远大于线性项。随着风速和振幅的增大,切角方柱周围非线性气动力所占比例有增大的趋势,所以,对于切角方柱这种钝体结构必须考虑气动力的非线性。 展开更多

关键词 桥梁工程 非线性气动力 数值计算 切角方柱

原文传递

桥梁断面非线性自激气动力经验模型 被引量：15

10

作者 王骑 廖海黎 +1 位作者 李明水 马存明 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期271-277,共7页

为探讨桥梁断面的非线性自激气动力,基于平衡位置的Taylor级数展开式,建立了简谐运动下桥梁断面非线性自激气动力模型,获得了其复数和实数表达式,并说明了表达式中非线性气动参数的识别方法.该模型反映了简谐运动下桥梁断面非线性自激... 为探讨桥梁断面的非线性自激气动力,基于平衡位置的Taylor级数展开式,建立了简谐运动下桥梁断面非线性自激气动力模型,获得了其复数和实数表达式,并说明了表达式中非线性气动参数的识别方法.该模型反映了简谐运动下桥梁断面非线性自激气动力的谐波叠加特性,可应用于桥梁的非线性气动稳定性分析.最后,应用该模型对某桥梁断面在简谐运动下的非线性自激气动力风洞试验时程数据进行了拟合.拟合结果表明,两者的误差在3%以内,验证了该模型的正确性. 展开更多

关键词 桥梁断面 非线性自激气动力 经验模型 风洞试验

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径向基神经网络在非线性非定常气动力建模中的应用研究 被引量：14

11

作者 史志伟 王峥华 李俊成 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期108-112,119,共6页

基于南航NH-2风洞中某飞机模型大迎角大振幅单自由度偏航、滚转及偏航-滚转耦合的谐波、阶跃运动实验数据,应用径向基神经网络,研究人工神经网络描述非线性非定常气动力特性的能力。研究结果表明,所建立的径向基神经网络模型的预测结果... 基于南航NH-2风洞中某飞机模型大迎角大振幅单自由度偏航、滚转及偏航-滚转耦合的谐波、阶跃运动实验数据,应用径向基神经网络,研究人工神经网络描述非线性非定常气动力特性的能力。研究结果表明,所建立的径向基神经网络模型的预测结果与训练数据和验证数据都符合得很好,说明神经网络建模方法可以有效地对高度非线性的气动力进行建模。研究还表明,用神经网络建立模型时所需要的风洞实验数据可以减少,从而提高风洞实验效率、减少风洞实验的时间和成本。 展开更多

关键词 径向基神经网络 非线性非定常气动力模型 等效缩减频率 谐波运动 阶跃运动

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桥梁非线性自激气动力参数解析识别

12

作者 熊龙 廖海黎 +1 位作者 王骑 马存明 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期824-831,共8页

随着自激气动力的非线性部分在桥梁风致振动中地位的显现,非线性自激气动力参数的合理确定显得至关重要.结合非线性自激气动力的解析表达式,基于分状态强迫振动风洞试验,提出了一种特征系统实现算法和非线性最小二乘法相结合的非线性自... 随着自激气动力的非线性部分在桥梁风致振动中地位的显现,非线性自激气动力参数的合理确定显得至关重要.结合非线性自激气动力的解析表达式,基于分状态强迫振动风洞试验,提出了一种特征系统实现算法和非线性最小二乘法相结合的非线性自激气动力参数的解析识别方法.理想平板数值仿真结果表明:在无噪声情况下,识别结果与理论值完全一致;在20%白噪声情况下,识别最大误差仅3.7%,表现出较强的抗噪声能力.非线性气动力仿真结果表明:解析法能够精确确定非线性自激气动力谐波阶数,在20%白噪声情况下,各谐波幅值及相位的识别最大误差仅3.2%.将解析法运用于实际风洞试验,进一步论证了该方法的可行性和有效性. 展开更多

关键词 强迫振动 非线性自激气动力 参数识别

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考虑气动力非线性的柔性飞机阵风响应分析 被引量：5

13

作者 毕莹 杨超 吴志刚 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1208-1214,共7页

针对大展弦比柔性飞机阵风响应问题,考虑在大攻角(AOA)情况下气动力非线性的影响,通过将修正的Theodorsen方法与片条理论相结合,得到非线性的时域非定常气动力;在此基础上,建立阵风干扰下的大展弦比柔性飞机非线性气动弹性模型,完整地... 针对大展弦比柔性飞机阵风响应问题,考虑在大攻角(AOA)情况下气动力非线性的影响,通过将修正的Theodorsen方法与片条理论相结合,得到非线性的时域非定常气动力;在此基础上,建立阵风干扰下的大展弦比柔性飞机非线性气动弹性模型,完整地发展了一种新颖的可考虑气动力非线性的大展弦比柔性飞机阵风响应分析方法.结合算例模型开展方法验证和数值仿真,对比翼尖和质心(CG)处阵风附加过载在线性和非线性情况下的变化.算例结果表明,考虑大攻角情况下的气动力非线性后,大展弦比飞机的阵风响应较线性情况有明显变化,翼尖处的阵风附加过载最多可减少41.7%,气动力非线性的影响不可忽视. 展开更多

关键词 气动力非线性 气动弹性 大展弦比 阵风响应 Theodorsen方法

原文传递

多参数空间的非线性非定常气动力降阶模型 被引量：2

14

作者 陈志强 赵永辉 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期813-821,共9页

基于线性卷积和修正因子,发展了一种多参数空间的非线性、非定常气动力降阶模型(ROM),从而高效地获得准确的非定常气动力。首先,基于阶跃响应的卷积构建线性降阶模型;然后应用拉丁超立方抽样得到参数空间内的抽样点,分别计算各抽样点处... 基于线性卷积和修正因子,发展了一种多参数空间的非线性、非定常气动力降阶模型(ROM),从而高效地获得准确的非定常气动力。首先,基于阶跃响应的卷积构建线性降阶模型;然后应用拉丁超立方抽样得到参数空间内的抽样点,分别计算各抽样点处的修正因子;利用Kriging插值得到整个参数空间内的修正因子,从而得到参数空间内的修正降阶模型。以Isogai机翼为研究对象,考虑马赫数、俯仰振幅、沉浮振幅和减缩频率的变化对降阶模型精度的影响;最后将模型降阶与模型结构方程耦合,进行气动弹性分析并预测颤振边界,由此论证了该降阶模型的有效性。 展开更多

关键词 修正因子 拉丁超立方抽样 Krigin插值 非线性非定常气动力 降阶模型(ROM)

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流线箱梁弯扭耦合气动力非线性特性与颤振行为预测

15

作者 赵林 王达 +2 位作者 方根深 崔巍 葛耀君 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期273-282,共10页

传统大跨度桥梁空气动力学颤振分析忽略了结构和气动力非线性,多用于预测颤振临界风速而难于对颤振后行为进行合理分析。为此,通过强迫振动试验对气动力叠加性进行详细考证,阐明其适用范围。在传统复模态特征值分析中引入了随幅值变化... 传统大跨度桥梁空气动力学颤振分析忽略了结构和气动力非线性,多用于预测颤振临界风速而难于对颤振后行为进行合理分析。为此,通过强迫振动试验对气动力叠加性进行详细考证,阐明其适用范围。在传统复模态特征值分析中引入了随幅值变化的结构阻尼比和颤振导数,实现了颤振后状态结构振幅的预测分析,并与风洞试验结果进行了对比验证。结果表明:试验范围(竖向振幅Ah/B≤1.0,扭转振幅Aα≤12°)内,流线箱梁断面弯扭耦合气动力近似满足叠加性;节段模型风洞试验中结构阻尼和气动力的幅值依赖性是系统非线性的主要表现形式,在复模态特征值分析中引入幅变的颤振导数和结构阻尼比可以较好地预测滞回颤振振幅随风速的变化关系。 展开更多

关键词 桥梁工程 流线箱梁断面 非线性气动力 颤振后 气动力叠加性 复模态特征值法

原文传递

飞行仿真气动力数据机器学习建模方法 被引量：16

16

作者 王超 王贵东 白鹏 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2019年第3期488-497,共10页

基于机器学习思想,提出了一种大空域、宽速域的气动力建模方法。该方法利用飞行仿真弹道数据辨识的气动力数据,采用人工神经网络技术,实现了对高度、速度、姿态和舵偏角等多维度强非线性特性的全弹道气动力数据的高精度逼近。首先,分析... 基于机器学习思想,提出了一种大空域、宽速域的气动力建模方法。该方法利用飞行仿真弹道数据辨识的气动力数据,采用人工神经网络技术,实现了对高度、速度、姿态和舵偏角等多维度强非线性特性的全弹道气动力数据的高精度逼近。首先,分析了神经网络层数、隐含层神经元个数等对建模误差的影响,通过对典型弹道气动数据的神经网络建模计算,确定了较合适的神经网络层数和较优的隐层神经元个数。进而,利用飞行仿真的弹道数据辨识出沿弹道的气动力,采用神经网络建立了包含多个弹道融合的气动力模型,输出量分别为三轴气动力系数和力矩系数。最后通过气动模型输出量与原样本数据的对比,以及4条未参与训练弹道气动数据的预测,验证了该气动力建模方法具有较高的精度。建模结果表明:采用神经网络方法建立的飞行器气动力模型,对拟合多源耦合输入全弹道非线性气动力是可行的和有效的,在样本覆盖的高度、速度、姿态和控制舵偏角范围内,气动力拟合能力较强,并具有一定的外推性。该项研究可以为基于飞行试验数据的气动建模提供新的方法,并且能为飞行器气动力数据挖掘、飞行仿真和总体性能分析提供参考。 展开更多

关键词 非线性气动力 气动建模方法 神经网络 气动参数辨识 飞行仿真

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基于试验气动力的飞机副翼效率优化

17

作者 邵珂 万志强 +1 位作者 杨超 张波成 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1062-1066,共5页

针对弹性后掠翼飞机在使用试验气动力分析时所出现的副翼反效问题,利用遗传算法对机翼结构进行优化.弹性飞机副翼效率计算采用试验气动力.重点针对一个发生副翼反效的严重飞行状态点进行了机翼结构优化,对比分析了优化前后副翼效率、相... 针对弹性后掠翼飞机在使用试验气动力分析时所出现的副翼反效问题,利用遗传算法对机翼结构进行优化.弹性飞机副翼效率计算采用试验气动力.重点针对一个发生副翼反效的严重飞行状态点进行了机翼结构优化,对比分析了优化前后副翼效率、相同副翼偏度下所产生的滚转率随飞行动压的变化及颤振特性的变化.并比较了基于试验气动力的情况下只针对单一飞行攻角的优化结果和同时考虑多个飞行攻角的优化结果,分析了飞行攻角对优化结果的影响.结果证明:利用结构优化方法可有效在详细设计阶段解决弹性飞机严重飞行状态点副翼反效问题,并且优化结果对飞机颤振特性基本无影响. 展开更多

关键词 副翼反效 舵面效率 气动弹性 结构优化 非线性气动力 遗传算法

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弹箭角运动的非线性吸引域估计

18

作者 李东阳 常思江 王中原 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2329-2341,共13页

为探索平方和规划方法在弹箭非线性吸引域估计中的应用,对计及高阶静力矩的无控尾翼弹平面角运动进行多项式化处理,并开展了非线性吸引域估计,通过构造李雅普诺夫函数并利用V-s迭代算法,得到了精度较高的吸引域估计;考虑法向力系数、俯... 为探索平方和规划方法在弹箭非线性吸引域估计中的应用,对计及高阶静力矩的无控尾翼弹平面角运动进行多项式化处理,并开展了非线性吸引域估计,通过构造李雅普诺夫函数并利用V-s迭代算法,得到了精度较高的吸引域估计;考虑法向力系数、俯仰力矩系数、赤道阻尼力矩系数以及马格努斯力矩系数的非线性,利用平方和优化得到脉冲末端修正迫弹空间角运动的非线性吸引域估计,由此获得脉冲参数(脉冲冲量和轴向作用位置)的有效组合范围,据此形成脉冲控制弹箭的参数设计方法。研究结果表明,利用平方和规划方法估计弹箭角运动的非线性吸引域,具有较高准确性,将估计结果用于弹箭参数设计是可行和有效的。 展开更多

关键词 攻角运动 非线性气动力 吸引域 平方和规划 稳定性

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高速飞行器壁板热颤振的非线性动力学分析

19

作者 陈佳川 方勃 杨靖宇 《沈阳航空航天大学学报》 2015年第2期28-32,42,共6页

研究了高超声速飞行器壁板热颤振的非线性动力学问题。应变-位移关系基于Von-Karman薄板大变形理论,采用三阶活塞理论计算气动力,利用Hamilton原理建立了高超音速气流中热环境下二维壁板颤振模型。用Galerkin方法在模态空间对非线性壁... 研究了高超声速飞行器壁板热颤振的非线性动力学问题。应变-位移关系基于Von-Karman薄板大变形理论,采用三阶活塞理论计算气动力,利用Hamilton原理建立了高超音速气流中热环境下二维壁板颤振模型。用Galerkin方法在模态空间对非线性壁板颤振方程进行离散化。运用李普诺夫理论判断受热壁板颤振的临界流速。采用数值方法在时域内求解受热壁板在高超声速气流中气动力作用下的颤振响应,分析来流速度和热效应对壁板颤振稳定性和壁板颤振边界的影响。 展开更多

关键词 非线性气动力 活塞理论 壁板颤振 热效应

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风力机叶片失速非线性颤振伺服气弹智能控制 被引量：8

20

作者 刘廷瑞 于子晴 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期3562-3569,共8页

针对风力机叶片失速非线性颤振断裂失效问题,阐述其伺服气弹智能控制的数值模拟过程。结构模型基于弹簧-质量-阻尼器的对称典型叶型截面,基于纯变桨运动的气动力适合于研究失速非线性颤振的大攻角非线性气动力模型。非线性气弹方程组基... 针对风力机叶片失速非线性颤振断裂失效问题,阐述其伺服气弹智能控制的数值模拟过程。结构模型基于弹簧-质量-阻尼器的对称典型叶型截面,基于纯变桨运动的气动力适合于研究失速非线性颤振的大攻角非线性气动力模型。非线性气弹方程组基于状态变量的泰勒级数展开后,利用低阶近似,进行线性化处理。二阶变桨激励器的伺服气弹智能控制系统基于平衡点状态和线性化模型的反馈系统。系统阐述基于线性化时域响应不稳定性的伺服控制方法,包括最优模糊PID控制方法和径向基函数神经网络PID控制方法,通过对比,论证这2种方法的有效性和适用性。研究结果表明:在不同的硬件基础、控制精度、及控制过程要求条件下,这2种方法可以折中选择,为风力机叶片失速非线性气弹变桨控制提供新的思路。 展开更多

关键词 失速非线性颤振 伺服气弹智能控制 非线性气动力模型 最优模糊PID 径向基函数神经网络PID

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