基于参数化降阶模型的非线性气动弹性高效分析

1

作者 陆召严 肖天航 +3 位作者 常亮 邓双厚 付碧红 高海云 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期28-38,共11页

针对非线性气动弹性分析时需要在时域求解多个流场参数条件下结构运动方程而造成的计算消耗过大的问题,提出了一种适用于参数变化时非定常流场高效计算的参数化降阶模型,不仅可以应用于计算机翼等结构的总体气动力还可以得到每个时刻的... 针对非线性气动弹性分析时需要在时域求解多个流场参数条件下结构运动方程而造成的计算消耗过大的问题,提出了一种适用于参数变化时非定常流场高效计算的参数化降阶模型,不仅可以应用于计算机翼等结构的总体气动力还可以得到每个时刻的结构表面的流场数据分布,并成功应用于典型机翼的跨声速颤振边界的计算,大大地提高了计算效率.结果显示,单流场条件时降阶模型的计算速度比直接使用时域分析方法提高了3倍;在计算多流场参数条件下,参数化降阶模型相比于使用单流场降阶模型计算速度提高了3.5倍,相较于时域分析方法提高了10倍. 展开更多

关键词 非定常计算流体力学 参数化降阶模型 局部线性神经模糊模型 非线性气动弹性 Grassmann流形插值

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多场耦合求解非线性气动弹性的研究综述 被引量：25

2

作者 安效民 徐敏 陈士橹 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期284-298,共15页

非线性气动弹性分析中,涉及到非线性流体动力学和非线性结构动力学的耦合问题.阐述了国内外应用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)/计算结构动力学(computational structural dynamics, CSD)耦合求解技术来处理非线性... 非线性气动弹性分析中,涉及到非线性流体动力学和非线性结构动力学的耦合问题.阐述了国内外应用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)/计算结构动力学(computational structural dynamics, CSD)耦合求解技术来处理非线性气动弹性问题的研究现状,全面分析了流体域和结构域的非线性特征模拟技术、高效网格运动策略、耦合界面相容性条件、耦合计算效率及降阶技术、气动弹性实验及算法验证、多学科耦合求解等关键技术,总结了相关最新研究的方法和成果,对比分析了其优缺点并提出了展望. 展开更多

关键词 非线性气动弹性 CFD/CSD耦合 界面技术 动网格技术 降阶模型

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一种几何大变形下的非线性气动弹性求解方法 被引量：12

3

作者 安效民 徐敏 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期97-104,共8页

非线性气动弹性的时域求解中,涉及到非线性的流体动力学(CFD)和非线性的结构动力学(CSD)耦合问题.基于Co-rotational理论,推导了三维壳单元几何非线性下的切线刚阵和内力公式,针对推进过程中的能量守恒,引入预估-校正推进格式,发展了一... 非线性气动弹性的时域求解中,涉及到非线性的流体动力学(CFD)和非线性的结构动力学(CSD)耦合问题.基于Co-rotational理论,推导了三维壳单元几何非线性下的切线刚阵和内力公式,针对推进过程中的能量守恒,引入预估-校正推进格式,发展了一种近似能量守恒的非线性动态响应算法;基于1/2时间步的交错耦合格式,结合带有几何守恒律的双时间推进求解雷诺平均N-S方程的求解器,发展了非线性气动弹性求解的高精度耦合格式.通过结构几何大变形下的静力和动力分析验证了所发展的结构非线性求解器,并通过AGARD445.6机翼的非线性气动弹性响应分析,说明了所发展耦合求解方法的实用性. 展开更多

关键词 非线性气动弹性 几何非线性 流固耦合 CFD/CSD耦合 CR理论

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一种基于CR理论的大柔性机翼非线性气动弹性求解方法 被引量：3

4

作者 王伟 周洲 +1 位作者 祝小平 王睿 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第19期62-70,共9页

大展弦比大柔性机翼在气动载荷的作用下,产生较大的弹性变形,其惯性特性、刚度特性、动气动弹性特性等亦发生较大改变,常规的线性气动弹性分析方法不再适用。基于Co-rotational(CR)理论,推导了机翼变形后的切线刚度矩阵和质量矩阵,建立... 大展弦比大柔性机翼在气动载荷的作用下,产生较大的弹性变形,其惯性特性、刚度特性、动气动弹性特性等亦发生较大改变,常规的线性气动弹性分析方法不再适用。基于Co-rotational(CR)理论,推导了机翼变形后的切线刚度矩阵和质量矩阵,建立了考虑几何非线性效应的大柔性机翼结构动力学模型;耦合改进的ONERA非线性非定常气动力模型,提出了一种适用于大柔性机翼的非线性气动弹性求解方法。采用Newmark直接数值积分法及松耦合技术在时域内对气动弹性运动方程进行求解,对所提出的非线性气动弹性求解方法的正确性和精度进行了验证,并研究了大柔性机翼的极限环颤振特性。研究表明:适用于大柔性机翼完整的非线性气动弹性建模需要考虑机翼结构大变形和非定常气动力动态失速等非线性因素;弯曲变形可降低临界极限环颤振速度的15%以上,而前移弹性轴能够有效的提高临界极限环颤振速度;所提出的非线性气动弹性求解方法具有较好的精度和效率,满足大柔性机翼非线性气动弹性的求解需求。 展开更多

关键词 非线性气动弹性 极限环颤振 CR理论 非定常气动力 动态失速 Newmark积分法

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非线性气动弹性模型参考自适应控制 被引量：6

5

作者 李道春 向锦武 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期280-284,共5页

首先将含有前/后缘双控制面二元机翼的动态方程以状态空间形式描述,然后考虑俯仰方向的迟滞非线性模型存在参数不确定性的情况下,利用Lyapunov稳定性理论进行了结构化模型参考自适应控制律设计。仿真结果显示:所设计的控制律能够使开环... 首先将含有前/后缘双控制面二元机翼的动态方程以状态空间形式描述,然后考虑俯仰方向的迟滞非线性模型存在参数不确定性的情况下,利用Lyapunov稳定性理论进行了结构化模型参考自适应控制律设计。仿真结果显示:所设计的控制律能够使开环不稳定的气动弹性系统快速地达到稳定状态。由于最大控制面偏转的存在,来流速度较高时闭环系统仍会发生颤振;根据控制面最大偏转的不同取值,文中给出了闭环临界颤振速度的变化曲线。 展开更多

关键词 非线性气动弹性 迟滞非线性 颤振 非线性控制 结构化模型参考自适应控制

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非线性气动弹性系统的鲁棒稳定性分析 被引量：3

6

作者 员海玮 韩景龙 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期329-334,共6页

基于结构奇异值理论和特征多项式的值域方法,研究了带有结构和气动参数不确定性的非线性二元机翼的鲁棒稳定性问题。机翼模型包括非线性的扭转弹簧和能够反映失速效应的非线性气动模型。针对零摄动,使用μ方法分析线性化系统在平衡点的... 基于结构奇异值理论和特征多项式的值域方法,研究了带有结构和气动参数不确定性的非线性二元机翼的鲁棒稳定性问题。机翼模型包括非线性的扭转弹簧和能够反映失速效应的非线性气动模型。针对零摄动,使用μ方法分析线性化系统在平衡点的鲁棒稳定性。针对非零摄动,将平衡点位置看作关于不确定参数的函数并展开为泰勒级数,从而在μ方法的框架下考虑平衡点的不确定性。此外,计算不确定特征多项式的值域范围,并使用除零条件来判断其鲁棒稳定性。仿真数值结果给出了鲁棒颤振速度的上下界,表明了方法的有效性。 展开更多

关键词 非线性气动弹性系统 鲁棒颤振分析 μ方法 值域方法

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基于神经网络的非线性气动弹性系统辨识 被引量：5

7

作者 窦立谦 冀然 《计算机应用与软件》 2017年第6期236-241,共6页

由于气动弹性系统的非线性和不确定性的存在,传统的辨识方法在工程中难以满足。针对这种情况提出了一种模糊小波神经网络(FWNN)辨识方法。首先,采用区间2型模糊逻辑系统和小波神经网络结合构建FWNN网络结构,能够较好地逼近具有不确定性... 由于气动弹性系统的非线性和不确定性的存在,传统的辨识方法在工程中难以满足。针对这种情况提出了一种模糊小波神经网络(FWNN)辨识方法。首先,采用区间2型模糊逻辑系统和小波神经网络结合构建FWNN网络结构,能够较好地逼近具有不确定性的非线性AE系统;然后,考虑到辨识的快速性和准确性,系统采用一组模糊IF-THEN规则,对模糊后件采用单隐层小波神经网络结构;参数学习采用基于Lyapunov稳定性的滑模学习算法,保证系统存在参数不确定的情况下,辨识误差能更快地收敛。最后,对结构非线性二元翼段进行仿真研究,验证了该模型的有效性。 展开更多

关键词 系统辨识 非线性气动弹性系统 模糊小波神经网络 滑模算法

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二元机翼非线性气动弹性自适应控制 被引量：1

8

作者 许行之 高亚奎 +2 位作者 章卫国 王峰 许奇武 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期775-780,共6页

研究了带有前后缘控制面的二元机翼气动弹性颤振主动控制问题。采用多项式非线性模型建立气动弹性动态方程,然后考虑俯仰方向阻尼和刚度存在参数不确定性的情况下,利用Lyapunov稳定性理论设计了具有全局稳定的反馈线性化自适应和结构化... 研究了带有前后缘控制面的二元机翼气动弹性颤振主动控制问题。采用多项式非线性模型建立气动弹性动态方程,然后考虑俯仰方向阻尼和刚度存在参数不确定性的情况下,利用Lyapunov稳定性理论设计了具有全局稳定的反馈线性化自适应和结构化模型参考自适应(SMRAC)控制律。仿真结果显示,在控制面偏转存在限制时,所设计的控制律可以有效地实现颤振的抑制,考虑阻尼不确定性对于颤振抑制具有减小收敛时间的作用,但对于系统响应特性占据主导作用的是刚度不确定性。 展开更多

关键词 自适应控制系统 非线性气动弹性 二元机翼 参数不确定性

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非线性气动弹性系统反演自适应控制

9

作者 刘送丹 李道春 向锦武 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1128-1134,共7页

针对双自由度二元机翼,利用准定常气动力建立了非线性气动弹性方程,并以状态空间形式描述.双控制面非线性气动弹性系统中前后缘控制量相互耦合,不能直接应用反演自适应控制方法,为了解决这一问题,新定义了两个等效控制器.考虑俯仰方向... 针对双自由度二元机翼,利用准定常气动力建立了非线性气动弹性方程,并以状态空间形式描述.双控制面非线性气动弹性系统中前后缘控制量相互耦合,不能直接应用反演自适应控制方法,为了解决这一问题,新定义了两个等效控制器.考虑俯仰方向立方非线性参数未知,根据Lyapunov稳定性理论设计了反演自适应控制律.通过Runge-Kutta数值方法对气动弹性方程进行求解,验证了控制律的有效性.仿真结果表明:所设计的控制器能够使开环不稳定的气动弹性系统稳定至零点,双控制面的作用提高了颤振临界速度.考虑到实际控制面的偏转限制,研究了单控制面失效问题,结果显示单后缘控制面比单前缘控制面对系统控制更有效. 展开更多

关键词 二元机翼 非线性气动弹性 颤振 LYAPUNOV稳定性理论 反演自适应控制

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含间隙减阻杆非线性气动弹性研究 被引量：1

10

作者 赵振军 冉景洪 +1 位作者 尤天庆 许彦昭 《强度与环境》 2018年第5期13-19,共7页

为减小钝头飞行器超声速飞行的阻力,在整流罩顶端安装多节可伸缩的减阻杆,节间的间隙会引起非线性,对飞行器气动弹性特性产生影响。本文针对含间隙减阻杆的气动弹性问题,提出了非线性结构建模和气动弹性分析方法,利用梁单元和非线性弹... 为减小钝头飞行器超声速飞行的阻力,在整流罩顶端安装多节可伸缩的减阻杆,节间的间隙会引起非线性,对飞行器气动弹性特性产生影响。本文针对含间隙减阻杆的气动弹性问题,提出了非线性结构建模和气动弹性分析方法,利用梁单元和非线性弹簧模拟减阻杆,利用模态综合法建立飞行器系统结构动力学模型,通过计算结构动力学与计算流体动力学耦合求解,获得减阻杆的动力学响应,并进行阻尼辨识,判断系统的气动弹性稳定性。针对不考虑间隙情况研究了不同马赫数不同攻角的减阻杆气动弹性稳定性。针对稳定裕度较小的工况,分析了减阻杆节间间隙对气动弹性稳定性的影响,结果表明,间隙的存在可能削弱气动弹性稳定性,控制间隙尺寸有利于提高气动弹性设计可靠性。 展开更多

关键词 钝头飞行器 非线性气动弹性 减阻杆 间隙非线性

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结构非线性气动弹性系统运动的复杂响应研究

11

作者 刘菲 杨翊仁 《学术动态（成都）》 2003年第2期33-34,共2页

1 引言在许多工程领域的结构分析中都存在有气动弹性问题。20世记初期,世界上曾经发生过多起由于颤振引发的机翼断裂事件,1940年Tacoma桥开放仅4个月,由于气动弹性激励而倒塌。这些事故的发生使气动弹性问题越来越受到重视。结构非线性... 1 引言在许多工程领域的结构分析中都存在有气动弹性问题。20世记初期,世界上曾经发生过多起由于颤振引发的机翼断裂事件,1940年Tacoma桥开放仅4个月,由于气动弹性激励而倒塌。这些事故的发生使气动弹性问题越来越受到重视。结构非线性气动弹性问题研究的工程背景为机翼、桥梁等结构的颤振安全性分析,流体为空气这类粘性极小的流体。 展开更多

关键词 结构非线性气动弹性系统 空气动力学 机翼 颤振特性 分析方法 动力响应

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非线性二元机翼气动弹性近似解析研究 被引量：13

12

作者 李道春 向锦武 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期1080-1084,共5页

建立了不可压流动中多项式迟滞非线性二元机翼的气动弹性运动方程,然后利用谐波平衡法进行了求解。与数值积分结果比较分析表明,在系统发生二次分叉以前,谐波平衡法可以准确地预测极限环振荡的频率和振幅,通过频谱分析与时间响应历程讨... 建立了不可压流动中多项式迟滞非线性二元机翼的气动弹性运动方程,然后利用谐波平衡法进行了求解。与数值积分结果比较分析表明,在系统发生二次分叉以前,谐波平衡法可以准确地预测极限环振荡的频率和振幅,通过频谱分析与时间响应历程讨论了谐波平衡法产生误差的原因。另外还研究了弹性轴位置对颤振特性的影响,随着弹性轴不断靠近翼弦中点,俯仰振幅不断增大,而沉浮振幅则存在一个极小值点。 展开更多

关键词 非线性气动弹性 极限环振荡 谐波平衡法 迟滞非线性 颤振

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考虑几何非线性的复合材料机翼气动弹性分析 被引量：2

13

作者 梁宇 黄争鸣 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2019年第4期700-708,共9页

本文研究结构几何非线性与气动力非平面效应对大展弦比复合材料机翼的气动弹性行为的影响.将非线性有限元法与曲面涡格法结合,计算机翼静气动弹性变形;通过曲面偶极子格网法结合静气动弹性平衡位置处的结构切线刚度,建立气动弹性方程并... 本文研究结构几何非线性与气动力非平面效应对大展弦比复合材料机翼的气动弹性行为的影响.将非线性有限元法与曲面涡格法结合,计算机翼静气动弹性变形;通过曲面偶极子格网法结合静气动弹性平衡位置处的结构切线刚度,建立气动弹性方程并求解得到机翼颤振速度.针对板模型机翼,分析了迎角对机翼几何非线性气动弹性特性的影响.结果表明:本文复合材料板模型机翼的颤振形式不受水平弯曲模态影响,属于经典弯扭颤振;在几何非线性的影响下,机翼扭转频率随结构变形增大而明显减小,颤振速度随迎角增大而减小. 展开更多

关键词 非线性气动弹性 几何非线性 复合材料机翼 曲面涡格法 曲面偶极子格网法

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考虑几何非线性的气动弹性模型缩比方法

14

作者 柴睿 谭申刚 黄国宁 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期743-751,共9页

随着飞机性能和需求的提高,大展弦比高柔性机翼逐渐成为新型飞机的主要结构形式。这类机翼具有高升阻比、大变形和重量轻等特性,几何非线性效应明显。然而机翼的大展弦比高柔性会带来更大的机翼变形,而机翼大变形则会引起相关的非线性... 随着飞机性能和需求的提高,大展弦比高柔性机翼逐渐成为新型飞机的主要结构形式。这类机翼具有高升阻比、大变形和重量轻等特性,几何非线性效应明显。然而机翼的大展弦比高柔性会带来更大的机翼变形,而机翼大变形则会引起相关的非线性气动弹性行为。为了评估这些非线性气动弹性行为并同时降低设计风险和成本,一般要使用缩比模型进行风洞试验以研究和确认真实飞机的气动弹性特性。基于此,首先使用了传统线性缩比方法来进行缩比,通过刚度质量耦合匹配模态响应法与刚度质量解耦匹配模态响应法这2种线性缩比方法,不断优化缩比结构的设计参数来满足目标缩比值。同时,提出一种动力学有限元模型的非线性静响应-模态协同优化方法,该方法是基于等效静态载荷法的几何非线性气动弹性模型缩比方法,通过2个不同的优化子程序分别匹配全尺寸飞机的非线性静响应和模态振型。结果表明,相比于传统线性缩比模型,考虑几何非线性的缩比模型能够更好地再现全尺寸飞机的非线性气动弹性行为。 展开更多

关键词 非线性气动弹性 气动弹性模型缩比 大展弦比高柔性机翼 等效静态载荷 几何非线性

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大展弦比复合材料机翼几何非线性静气动弹性研究 被引量：2

15

作者 张宝升 王军利 +2 位作者 刘志远 李金洋 冯钰茹 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2023年第4期78-86,共9页

气动弹性研究对机翼稳定性提高具有极其重要的意义,目前大尺寸大展弦比复合材料机翼在气动力作用下,会产生较大的弯曲扭转变形,使得几何非线性静气动弹性问题更加突出,导致该类型飞机稳定性大大降低,严重影响飞行安全。基于CFD/CSD双向... 气动弹性研究对机翼稳定性提高具有极其重要的意义,目前大尺寸大展弦比复合材料机翼在气动力作用下,会产生较大的弯曲扭转变形,使得几何非线性静气动弹性问题更加突出,导致该类型飞机稳定性大大降低,严重影响飞行安全。基于CFD/CSD双向耦合方法,考虑几何非线性影响,采用N-S控制方程求解大变形下的气动载荷,通过Newton-Raphson迭代法求解非线性结构平衡方程,对大展弦比复合材料机翼大变形几何非线性静气动弹性问题进行了数值分析;通过仿真分析,得到攻角和马赫数对大展弦比复合材料机翼几何非线性静气动弹性变形的结构变化规律,并重点分析这种气动弹性变形对该型机翼的纵向气动特性变化的影响程度。 展开更多

关键词 大展弦比复合材料机翼 大变形 几何非线性静气动弹性 CFD/CSD双向耦合 纵向气动特性 复合材料

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带集中非线性的机翼气动弹性问题研究进展 被引量：28

16

作者 杨智春 田玮 +1 位作者 谷迎松 贺顺 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期2013-2044,共32页

带集中非线性环节的机翼非线性气动弹性问题是飞行器气动弹性研究领域的热点和难点。经过近几十年来的不断发展,这类机翼非线性气动弹性问题的研究已经取得了长足的进步,同时也面临着新的挑战。鉴于此,综述了近年来带集中非线性环节的... 带集中非线性环节的机翼非线性气动弹性问题是飞行器气动弹性研究领域的热点和难点。经过近几十年来的不断发展,这类机翼非线性气动弹性问题的研究已经取得了长足的进步,同时也面临着新的挑战。鉴于此,综述了近年来带集中非线性环节的机翼非线性气动弹性问题的研究进展,阐述了带集中非线性的机翼气动弹性分析的建模方法、分析方法及非线性气动弹性稳定性和响应行为的规律,并讨论和总结了相关的研究成果,对今后机翼非线性气动弹性问题的分析方法和研究内容提出了展望。 展开更多

关键词 非线性气动弹性 非线性颤振 集中非线性 极限环振荡 混沌 主动控制

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迟滞非线性二元机翼颤振特性分析 被引量：18

17

作者 李道春 向锦武 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期600-604,共5页

采用多项式迟滞非线性模型建立二元机翼气动弹性运动方程,并用数值积分法进行求解。通过系统响应振幅随来流速度变化的分叉图和频谱分析发现,俯仰方向由于含有非线性因素,振动中的高阶分量随速度提高不断增加,并引起高次分叉。重点研究... 采用多项式迟滞非线性模型建立二元机翼气动弹性运动方程,并用数值积分法进行求解。通过系统响应振幅随来流速度变化的分叉图和频谱分析发现,俯仰方向由于含有非线性因素,振动中的高阶分量随速度提高不断增加,并引起高次分叉。重点研究“机翼/空气”质量比以及“沉浮/俯仰”两个自由度的自然振动频率比对非线性颤振速度边界的影响,并提出可以通过提高自然振动频率比来减小迟滞非线性因素的不利影响。 展开更多

关键词 非线性气动弹性 极限环振荡 龙格-库塔数值积分 迟滞非线性 分叉 颤振速度

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考虑机翼几何非线性的气动弹性建模与分析 被引量：2

18

作者 郭同彪 白俊强 +1 位作者 孙智伟 王晨 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期128-138,共11页

大展弦比柔性机翼结构重量轻、气动效率高,广泛应用于高空长航时无人机(UAVs)。飞行过程中,这类机翼在气动力作用下发生大变形,线性结构模型不再适用,需要建立考虑几何大变形的结构模型。采用牛顿力学方法推导了考虑结构几何非线性的机... 大展弦比柔性机翼结构重量轻、气动效率高,广泛应用于高空长航时无人机(UAVs)。飞行过程中,这类机翼在气动力作用下发生大变形,线性结构模型不再适用,需要建立考虑几何大变形的结构模型。采用牛顿力学方法推导了考虑结构几何非线性的机翼结构动力学模型,该方法推导过程简洁、物理意义明确,可以与Hodges基于哈密顿原理的推导方法相互补充,相互验证。为了能够更准确地求解大展弦比柔性机翼的非定常气动力,建立了能够考虑机翼三维效应且适用于机翼空间大变形的非定常气动力模型。基于建立的非线性结构模型和非定常气动力模型,采用松耦合方法建立了非线性气动弹性模型,并通过算例验证了气弹模型的准确性。研究结果表明,大展弦比柔性机翼颤振速度对来流迎角和机翼的展长均较为敏感;当来流速度大于颤振速度时,由于几何非线性,机翼振动并未发散而是形成稳定的极限环振荡(LCO);随着来流速度进一步增加,机翼再次穿过临界稳定点,由不稳定系统变为稳定系统,直到随着速度的增加系统再次达到临界稳定状态。 展开更多

关键词 非线性气动弹性 几何非线性 柔性机翼 颤振速度 极限环振荡 时域响应

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热环境下复合材料壁板的非线性颤振特性分析 被引量：2

19

作者 屈佑文 安效民 +2 位作者 邓斌 闫浩 周悦 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2022年第4期91-99,共9页

复合材料因其优异的性能已被广泛应用于飞行器的结构中。在高超声速飞行时,由于非定常气动载荷和热效应的共同作用,飞行器复合材料壁板会出现屈曲及非线性颤振现象。本文基于均匀温度场建立了考虑热效应的复合材料薄壁结构的非线性有限... 复合材料因其优异的性能已被广泛应用于飞行器的结构中。在高超声速飞行时,由于非定常气动载荷和热效应的共同作用,飞行器复合材料壁板会出现屈曲及非线性颤振现象。本文基于均匀温度场建立了考虑热效应的复合材料薄壁结构的非线性有限元模型,结合气动-结构二阶松耦合算法,针对复合材料壁板在Ma_(∞)=5时的非线性气动弹性响应进行分析,探讨了复合材料铺层方向、温度载荷等对壁板颤振特性的影响。结果表明,壁板响应受到温度载荷、铺层方向及来流动压等多方面的影响。斜交壁板的颤振动压高于正交壁板颤振动压(增量大于55%);随着温度载荷的增大,壁板颤振动压会下降,最大降幅约为动压的80%。当出现热屈曲时,颤振动压又会缓慢增大;当温度超过结构的临界屈曲温度时,壁板在亚临界条件下会出现多个屈曲位置,随着动压的变化而发生转变。 展开更多

关键词 高超声速 壁板颤振 复合材料 热效应 非线性气动弹性 热屈曲 飞行器

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垂尾跨声速弹性载荷研究

20

作者 周罡刚 陈涛 徐敏 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2014年第1期20-23,共4页

研究了战斗机垂尾在跨声速范围的非线性气动弹性行为和弹性载荷特性。针对飞机垂尾,计算了飞机垂尾的颤振边界,通过CFD/CSD耦合时域内推进结构运动方程,得到弹性结构的响应历程,并记录每一时刻的气动载荷和结构惯性载荷,将气动载荷信息... 研究了战斗机垂尾在跨声速范围的非线性气动弹性行为和弹性载荷特性。针对飞机垂尾,计算了飞机垂尾的颤振边界,通过CFD/CSD耦合时域内推进结构运动方程,得到弹性结构的响应历程,并记录每一时刻的气动载荷和结构惯性载荷,将气动载荷信息转换到CSD的结点上,加载到结构模型上进行瞬态响应分析,得到结构的动应力响应,计算给出了0°侧滑角时不同马赫数下的颤振边界和Ma=0.9、侧滑角2°和10°时的非定常气动载荷与非定常惯性载荷和弹性载荷的时域响应,分析了惯性载荷、气动载荷和弹性载荷对颤振的影响以及方向舵对垂尾颤振的影响。 展开更多

关键词 CFD CSD耦合 非线性气动弹性 弹性载荷 弹性机翼

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