复杂跨声速气动弹性现象
及其机理分析
张伟伟*,高传强,叶正寅
西北工业大学航空学院,西安*
联系人E-maill:aeroelastic
nwpu.edu.cn摘要:虽然跨声速颤振、抖振和嗡鸣等问题不是新鲜的研究课题,但这些跨声速气动弹性问题时常困扰着航空航天飞行器的研制,这与其复杂性密切相关.跨声速气动弹性的复杂性源于流动的非线性和非定常特性,但其中的物理机制仍有待深入研究.本文以跨声速单自由度颤振、抖振锁频以及机翼弹性特征降低抖振边界等现象为例,阐述了这些复杂流固耦合现象的诱发机理,并对其相关性进行了系统性研究.研究指出,跨声速状态下的结构大幅振动大多与气动弹性稳定性相关,线化模型也能够很好地预报一些复杂动力学现象的发生边界.跨声速气动弹性的复杂性主要源于跨声速状态下流动的稳定性降低,与经典气动弹性问题相比,多出了一个流动模态,流动模态和结构模态之间的耦合常常导致跨声速状态下发生特殊的气动弹性现象.
关键词:跨声速气动弹性,颤振,抖振,嗡鸣,流固耦合
目录
1计算方法与研究算例
1.1计算方法
1.2研究算例
2跨声速复杂气动弹性现象及机理分析
2.1跨声速单自由度颤振
2.2跨声速抖振中的锁频现象
2.3结构刚度释放对跨声速抖振边界的影响
3跨声速气动弹性问题的本质分析
4跨声速气动弹性故障模式判别与故障排除建议
5结论与展望
6参考文献
跨声速气动弹性问题是一个长期困扰航空航天型号设计的“拦路虎”,很多型号在设计阶段甚至服役过程中仍然会遇到各种各样的跨声速气动弹性问题.跨声速气动弹性的特殊性主要是由于跨声速流动的复杂性所引起的.在经典的观念中,跨声速流动的复杂性主要源于跨声速状态下流动控制方程的非线性,非线性使得经典的线化理论失效.因此,20世纪很长时间内跨声速气动弹性研究主要依赖于试验手段.20世纪末以来,随着计算流体动力学(德国强力白蚀消能不能治好白癜风北京中医院治疗白癜风多少钱
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