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题名激波主导流动下壁板的热气动弹性稳定性理论分析
被引量：8
- 1
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作者
叶柳青
叶正寅
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机构
西北工业大学航空学院
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出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第2期221-232,共12页
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基金
国家自然科学基金资助项目(11732013)
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文摘
针对激波主导流动下弹性壁板的热气动弹性稳定性分析问题,建立了基于当地活塞流理论的分析模型,并用数值仿真方法来验证其正确性.首先基于Hamilton原理和Von-Karman大变形理论,建立壁板的热气动弹性运动方程,其中假设壁板受热后温度均匀分布,激波前后区域的气动力模型采用当地一阶活塞流理论;利用Galerkin方法将具有连续参数系统的偏微分颤振方程离散为有限个自由度的常微分方程;基于李雅普诺夫间接法将非线性颤振方程组在平衡位置处进行线化,再用Routh-Hurwits判据来判断线性系统的稳定性,从而来推论出非线性颤振系统的气动弹性稳定性.在时域中采用龙格-库塔法对非线性颤振方程进行数值积分,得到壁板非线性颤振响应的时间历程,与理论分析结果进行对比.研究结果表明,壁板受到斜激波冲击时,更容易发生颤振失稳,并且激波强度越大,极限环幅值和频率越大;激波主导流场中的壁板失稳边界不同于传统单纯超声速气流中壁板颤振的失稳边界;只有在斜激波前后不同的动压值都满足颤振稳定性边界的条件下,壁板才可能保持其气动弹性稳定性.
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关键词
激波
热气动弹性
稳定性
壁板颤振
当地活塞流理论
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Keywords
shock waves
aerothermoelasticity
stability
panel flutter
local piston theory
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分类号
O322
[理学—一般力学与力学基础]
V215.3
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名振荡激波作用下受热壁板主共振特性分析
被引量：1
- 2
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作者
叶柳青
叶正寅
洪正
叶坤
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机构
西北工业大学航空学院
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2022年第9期41-50,共10页
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基金
国家自然科学基金(11732013)。
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文摘
冲压发动机内部的激波串往往存在振荡特征,研究振荡激波作用下受热壁板的主共振特性对结构安全性具有重要指导作用。基于Von-Karman大变形理论和当地活塞流理论,采用Galerkin方法建立了振荡激波作用下壁板振动的动力学模型,通过龙格-库塔法对非线性动力学方程进行数值计算获得系统非线性振动响应,发现受热壁板在振荡激波作用下存在振动突跳和双稳态现象等典型的非线性动力学行为,并分析了振荡激波强度、激波振荡幅值、温度、激波振荡的中心位置、来流马赫数对系统振动突跳和双稳态特性的影响。结果表明:随着振荡激波强度、激波振荡幅值和来流马赫数增大,系统共振峰值不断单调增大,而双稳态区间由不存在先变宽、再变窄直至消失,然后再急剧变宽;温度增大会对系统产生“刚度弱化效应”;将激波振荡的中心位置向壁板两端移动可有效地降低系统共振峰值并抑制振动突跳和双稳态现象。
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关键词
振荡激波
主共振
当地活塞流理论
振动突跳
双稳态
非线性振动
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Keywords
oscillating shock wave
primary resonance
local piston flow theory
vibration jump
bi-site phenomenon
nonlinear vibration
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分类号
O322
[理学—一般力学与力学基础]
V215.3
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名小展弦比有限厚度舵面颤振特性分析
- 3
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作者
秦玉灵
李晓东
张飞
李长春
宫晓春
高志勇
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机构
北京航天长征飞行器研究所
北京强度环境研究所
空军驻航天一院军事代表办公室
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出处
《空间控制技术与应用》
CSCD
北大核心
2018年第2期14-18,共5页
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基金
总装预研领域基金资助项目(61402460302)~~
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文摘
舵系统是超声速再入飞行器机动飞行过程中对姿态进行控制的重要部件,其颤振特性分析是保证型号研制及飞行试验成功的关键环节.本文用当地活塞流理论对舵面颤振特性进行分析,首先建立舵系统动力学方程,确定舵面颤振临界边界计算方法,然后通过有限元分析和模态试验确定不同舵偏角度及不同加载量级组合工况下舵面模态参数,最后通过颤振分析确定舵面颤振临界参数,为舵系统结构方案设计及优化提供技术支撑.
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关键词
舵系统
再入飞行器
颤振特性分析
当地活塞流理论
模态试验
临界参数
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Keywords
rudder system
reentry vehicle
flutter characteristic analysis
local piston flow theory
modal test
critical parameters
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分类号
V211.5
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名振荡激波作用下壁板的非线性动力学特性分析
- 4
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作者
叶柳青
叶正寅
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机构
西北工业大学航空学院
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出处
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第2期464-474,共11页
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基金
国家自然科学基金资助项目(11732013)
国家数值风洞项目(NNW2019ZT3-A15)。
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文摘
冲压发动机内部的激波串往往存在振荡特征,揭示此种状态下壁板的气动弹性特性对结构安全性具有重要指导作用。基于vonKármán大变形理论和当地一阶活塞流理论,采用Galerkin方法建立了振荡激波作用下壁板的非线性动力学方程,通过龙格⁃库塔法对非线性动力学方程进行数值积分求解,在不同的系统参数(即激波强度、激波振荡幅值以及振荡频率)下,取来流动压为分岔参数,研究壁板在振荡激波作用下的分岔及混沌等复杂动力学特性。计算结果表明:与激波位置固定情况相比,壁板在振荡激波作用下表现出更加丰富的动力学行为,其分岔特性更加复杂。极限环幅值随着激波强度和振荡幅值的增大而增大。激波的振荡容易激发出混沌运动,并且通往混沌的道路为准周期道路。激波强度的增大不会改变通往混沌的道路,而当激波振荡幅值大幅度提高时,不仅混沌区域显著增大,通往混沌的道路不再是准周期道路,而是经历更为复杂的过程进入混沌。
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关键词
极限环
混沌
分岔
振荡激波
当地活塞流理论
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Keywords
limit cycle oscillation
chaotic motion
bifurcation
oscillating shock
local piston theory
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分类号
O322
[理学—一般力学与力学基础]
V215.3
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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