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活塞理论非线性项对壁板颤振特性的影响研究
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作者 骆雨潇 叶坤 叶正寅 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期577-587,共11页
目前,活塞理论非线性项对壁板颤振的影响规律尚未得到系统性总结。基于一、二、三阶活塞理论建立了超声速气流下的二维简支非线性壁板颤振的运动方程。应用李雅普诺夫间接法分析受热简支壁板的稳定性,基于数值分析法对壁板颤振方程进行... 目前,活塞理论非线性项对壁板颤振的影响规律尚未得到系统性总结。基于一、二、三阶活塞理论建立了超声速气流下的二维简支非线性壁板颤振的运动方程。应用李雅普诺夫间接法分析受热简支壁板的稳定性,基于数值分析法对壁板颤振方程进行数值求解,研究活塞理论非线性项对壁板颤振的影响规律。结果表明:①在小温升比下,一阶活塞理论下壁板响应仅表现为收敛运动和单周期极限环颤振,而高阶活塞理论下,壁板响应表现更为复杂,除了上述特征之外,还存在多周期极限环颤振和混沌运动等更加复杂的非线性动力学现象;②随着马赫数的增加,一阶活塞理论和高阶活塞理论下的壁板动态响应出现显著差异时所需的动压和温升比逐渐减小;③在高马赫数与较高动压下,二阶活塞理论和三阶活塞理论的计算结果出现显著差异,同时在高温升比下,也会出现相同的现象;④当壁板动态响应特征基本一致时,高阶活塞理论计算的位移响应峰值通常小于一阶活塞理论计算结果,最大误差可达到约16.66%。文中研究结果对于实际工程应用中在不同条件下如何选择适用的简支壁板颤振分析方法具有一定参考价值。 展开更多
关键词 活塞理论 稳定性 壁板颤振 数值模拟
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基于活塞理论的壁板非线性气动弹性分析 被引量:4
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作者 郭静 张忠 +2 位作者 王建民 李海波 高博 《强度与环境》 2018年第5期7-12,共6页
高超声速飞行器在飞行过程中承受着严酷的气动力与气动热载荷,这些载荷与结构弹性力、惯性力相互耦合,严重的耦合效应将有可能导致飞行器壁板结构发生颤振,引发灾难性事故,危及飞行安全。本文给出基于三阶当地流活塞理论的升力面非定常... 高超声速飞行器在飞行过程中承受着严酷的气动力与气动热载荷,这些载荷与结构弹性力、惯性力相互耦合,严重的耦合效应将有可能导致飞行器壁板结构发生颤振,引发灾难性事故,危及飞行安全。本文给出基于三阶当地流活塞理论的升力面非定常气动力计算公式,基于PCL和DMAP语言自主研发了非线性热气动弹性响应分析软件。以复合材料壁板为研究对象,分别建立基于三阶经典及当地流活塞理论的气动模型,分析了常温及考虑温度梯度的非线性热气动弹性响应,并与文献结果对比,验证了方法的正确性。 展开更多
关键词 经典活塞理论 当地流活塞理论 热气动弹性 非线性响应
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结合定常CFD技术的当地流活塞理论 被引量:11
3
作者 张伟伟 史爱民 +1 位作者 王刚 叶正寅 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期545-549,共5页
结合定常 CFD技术和超音速非定常气动力工程计算方法——活塞理论 ,发展了一种基于超音速、高超音速定常流场求解非定常气动力的当地流活塞理论。适用于超音速、高超音速飞机颤振中的小振幅非定常气动力计算。通过与非定常 Euler方程求... 结合定常 CFD技术和超音速非定常气动力工程计算方法——活塞理论 ,发展了一种基于超音速、高超音速定常流场求解非定常气动力的当地流活塞理论。适用于超音速、高超音速飞机颤振中的小振幅非定常气动力计算。通过与非定常 Euler方程求解结果的比较 ,发现在马赫数不太高或大迎角的超音速流动中 ,其精度比原始活塞理论高得多 ,也能够计算超音速、高超音速下大钝头和考虑机身干扰的复杂外形非定常气动力 ,扩大了活塞理论的应用范围。与非定常 Euler方程或N- S方程的数值求解相比 。 展开更多
关键词 当地流活塞理论 CFD 超音速 高超音速 非定常气动力 颤振
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用当地流活塞理论计算大攻角翼面超音速颤振 被引量:27
4
作者 杨炳渊 宋伟力 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 1995年第2期60-63,81,共5页
本文应用当地流活塞理论,推导了弹性振动翼面的非定常压力分布以及用模态坐标表示的广义气动力系数矩阵,相应的颤振运动方程和特征方程,提出了可用于大攻角、有限厚度翼面超音速颤振计算的一种新的工程计算方法。算例表明方法的可行... 本文应用当地流活塞理论,推导了弹性振动翼面的非定常压力分布以及用模态坐标表示的广义气动力系数矩阵,相应的颤振运动方程和特征方程,提出了可用于大攻角、有限厚度翼面超音速颤振计算的一种新的工程计算方法。算例表明方法的可行性和工程实用价值。 展开更多
关键词 颤振 大攻角翼面 活塞理论 有翼飞行器 超音速
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基于当地流活塞理论的翼-身组合体飞行器大攻角超声速颤振分析 被引量:5
5
作者 史晓鸣 杨炳渊 +1 位作者 李海东 唐国安 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期664-667,共4页
基于当地流活塞理论推导了旋成体机身和任意外形三维机翼非定常气动力计算公式,结合CFD数值仿真,将当地流活塞理论推广用于复杂外形飞行器全机大攻角超声速颤振计算。以翼-身组合体面对称外形飞行器为例,进行带攻角的超声速颤振计算,并... 基于当地流活塞理论推导了旋成体机身和任意外形三维机翼非定常气动力计算公式,结合CFD数值仿真,将当地流活塞理论推广用于复杂外形飞行器全机大攻角超声速颤振计算。以翼-身组合体面对称外形飞行器为例,进行带攻角的超声速颤振计算,并与非定常气动力采用CFD全数值仿真求解得到的颤振计算结果比较,验证了本文方法的正确性和效率。 展开更多
关键词 当地流活塞理论 CFD 大攻角 超声速颤振
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基于当地流活塞理论的气动弹性计算方法研究 被引量:35
6
作者 张伟伟 叶正寅 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期632-639,共8页
发展了一种高效、高精度的超音速、高超音速非定常气动力计算方法——基于定常CFD技术的当地流活塞理论.运用当地流活塞理论计算非定常气动力,耦合结构运动方程,实现超音速、高超音速气动弹性的时域模拟.运用这种方法计算了一系列非定... 发展了一种高效、高精度的超音速、高超音速非定常气动力计算方法——基于定常CFD技术的当地流活塞理论.运用当地流活塞理论计算非定常气动力,耦合结构运动方程,实现超音速、高超音速气动弹性的时域模拟.运用这种方法计算了一系列非定常气动力算例和颤振算例,并和原始活塞理论、非定常Euler方程结果作了比较.由于局部地使用活塞理论假设,这种方法大大地克服了原始活塞理论对飞行马赫数、翼型厚度和飞行迎角的限制.与非定常Euler方程方法相比,当地流活塞理论的效率很高. 展开更多
关键词 当地流活塞理论 CFD 超音速 高超音速 非定常气动力 气动弹性 颤振
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结合CFD和当地流活塞理论的全机组合体超声速颤振分析 被引量:5
7
作者 史晓鸣 杨炳渊 +1 位作者 李海东 唐国安 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期613-617,674,共5页
针对翼.身组合体飞行器面对称布局的特点,利用模态振型的对称和反对称性,以分枝模态法建立结构的运动微分方程,结合CFD的当地流活塞理论计算飞行器的非定常气动力,建立飞行器全机组合体的气动弹性数学模型。对飞行器进行了来流为1... 针对翼.身组合体飞行器面对称布局的特点,利用模态振型的对称和反对称性,以分枝模态法建立结构的运动微分方程,结合CFD的当地流活塞理论计算飞行器的非定常气动力,建立飞行器全机组合体的气动弹性数学模型。对飞行器进行了来流为1.5~7马赫数下的颤振分析,结果与全CFD/CSD耦合时域仿真结果较好吻合,验证了本文方法在工程设计中的有效性和可行性。本文方法的效率在相同精度下比CFD/CSD耦合的时域方法高100倍。 展开更多
关键词 气动弹性 颤振 翼-身组合体 全机 当地流活塞理论
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基于当地流活塞理论的气动弹性稳定性分析方法研究 被引量:9
8
作者 张陈安 张伟伟 叶正寅 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期22-27,共6页
基于改进的当地流活塞理论,推导了用模态坐标表示的弹性振动翼面的非定常广义气动力表达式。通过与非定常Euler方程的比较,证明该气动力模型具有较高的数值精度,放宽了原始活塞理论对翼型厚度、迎角、马赫数的限制。再耦合两自由度结构... 基于改进的当地流活塞理论,推导了用模态坐标表示的弹性振动翼面的非定常广义气动力表达式。通过与非定常Euler方程的比较,证明该气动力模型具有较高的数值精度,放宽了原始活塞理论对翼型厚度、迎角、马赫数的限制。再耦合两自由度结构运动方程,在时域和频域内实现了超音速、高超音速气动弹性的稳定性分析。应用算例计算了一系列二元机翼和三维舵面的气动弹性特性。通过与耦合非定常Euler方法或实验结果的比较,证明该方法在保证精度的同时大大提高了超音速气动弹性的计算效率,在颤振分析中有较高的工程实用价值。 展开更多
关键词 气动弹性 颤振 当地流活塞理论 超音速 高超音速 降阶气动力模型
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一种基于当地流活塞理论的超音速导弹气动伺服弹性分析方法 被引量:6
9
作者 张陈安 张伟伟 叶正寅 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期141-146,共6页
运用当地流活塞理论计算导弹的非定常气动力,在状态空间内实现了气动弹性系统与控制系统的耦合,并进行了时域分析。对某典型导弹的气动伺服弹性问题算例,计算了不同马赫数、不同迎角以及不同的传感器安装位置对导弹气动伺服弹性特性的影... 运用当地流活塞理论计算导弹的非定常气动力,在状态空间内实现了气动弹性系统与控制系统的耦合,并进行了时域分析。对某典型导弹的气动伺服弹性问题算例,计算了不同马赫数、不同迎角以及不同的传感器安装位置对导弹气动伺服弹性特性的影响,同时考察了控制系统的引入对不同刚度弹体气动伺服弹性特性的影响。算例结果与理论分析相吻合,表明该方法能简便的对全机、全弹复杂外形的气动伺服弹性正问题进行高效准确的分析,在较大范围的马赫数和迎角内都能得到可靠的结果。 展开更多
关键词 气动伺服弹性 颤振 当地流活塞理论 超音速 高超音速 降阶气动力模型
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活塞理论及其改进方法在超声速翼面颤振分析中的应用 被引量:7
10
作者 王乐 王毅 南宫自军 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2011年第4期13-17,共5页
总结了经典活塞理论以及几种改进的活塞理论在超声速颤振计算中的应用方法,并研究了颤振速度随攻角的变化规律。以MSC.Nastran软件气动弹性算例HA145G为研究对象,通过建立有限元模型获得了与试验较为吻合的模态计算结果。推导了利用所... 总结了经典活塞理论以及几种改进的活塞理论在超声速颤振计算中的应用方法,并研究了颤振速度随攻角的变化规律。以MSC.Nastran软件气动弹性算例HA145G为研究对象,通过建立有限元模型获得了与试验较为吻合的模态计算结果。推导了利用所介绍的活塞理论用于颤振计算的具体方法,在零攻角情况下,计算了模型的颤振速度,并与试验值对比。采用修正的三阶活塞理论和当地流活塞理论两种气动模型,求解了不同攻角的颤振速度。结果表明,颤振速度随攻角的增加而降低。 展开更多
关键词 颤振 模态 活塞理论
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应用当地流活塞理论的大攻角升力面颤振气动力表达式 被引量:10
11
作者 杨炳渊 宋伟力 《上海力学》 CSCD 1999年第3期223-228,共6页
本文应用当地流活塞理论,给出了弹性振动翼面的非定常压力分布以及用模态坐标表示的广义气动力系数表达式。同时提供了配套的当地流参数计算公式和采用样条函数计算广义气动力系数数值积分的表达式。
关键词 活塞理论 颤振分析 非定常气动力 大攻角 超声速流
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基于修正活塞理论的壁板非线性热气动弹性分析 被引量:1
12
作者 郭静 王建民 +2 位作者 张忠 李海波 高博 《强度与环境》 CSCD 2022年第5期145-150,共6页
高马赫数飞行的航天飞行器,气动力、热、结构多物理场相互耦合,易引发热气动弹性稳定性问题。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。本文基于Patran/Nastran二次开... 高马赫数飞行的航天飞行器,气动力、热、结构多物理场相互耦合,易引发热气动弹性稳定性问题。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。本文基于Patran/Nastran二次开发语言编制了非线性热气动弹性分析程序,针对复合材料壁板,采用Van Dyke修正活塞理论计算非定常气动力,进行典型温度工况下的非线性热气动弹性分析。结果表明,本文方法可对壁板结构LCO,周期,非周期和混沌等复杂非线性热气动弹性响应进行有效预示。 展开更多
关键词 Van Dyke活塞理论 壁板 热气动弹性 非线性响应 程序
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活塞理论气动力静压修正方法及其在曲壁板颤振分析中的应用 被引量:1
13
作者 周建 杨智春 贺顺 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1512-1519,共8页
提出了一种采用计算流体力学(CFD)计算的压力分布对活塞理论气动力进行静压修正的方法,将该方法应用到曲壁板的静气动弹性变形及颤振稳定性分析中,并与采用曲率修正活塞理论气动力的计算结果进行了对比。分析结果表明,采用本文提出的活... 提出了一种采用计算流体力学(CFD)计算的压力分布对活塞理论气动力进行静压修正的方法,将该方法应用到曲壁板的静气动弹性变形及颤振稳定性分析中,并与采用曲率修正活塞理论气动力的计算结果进行了对比。分析结果表明,采用本文提出的活塞理论气动力静压修正方法进行曲壁板的气动弹性分析,在圆柱曲壁板曲率较小的情况下,与采用曲率修正活塞理论气动力方法得到的静气动弹性变形、稳定性边界差别不大;而在曲率较大时,采用本文方法计算得到的曲壁板静气动弹性变形,其曲壁板靠近前缘部分被压的更低,而曲壁板的颤振稳定性边界更小,且这种差别随着圆柱曲壁板曲率的增加而不断增大。该方法突破了曲率修正活塞理论的小曲率限制,扩大了活塞理论气动力在曲壁板颤振分析中的适用范围。 展开更多
关键词 曲壁板颤振 活塞理论 气动弹性 静压修正 曲率修正
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缝洞型油藏出水规律“类活塞”理论试验研究及现场应用
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作者 付美龙 王燕平 徐传奇 《长江大学学报(自然科学版)》 2022年第3期57-68,共12页
针对缝洞型碳酸盐岩油藏储层出水规律极为复杂、难以用常规方法研究探索的难题,提出了“类活塞”概念,引入“类活塞系数”分析推导了油井见水前后的采收率计算公式,阐述了油井见水前的整体预测法和分布预测法以及油井见水后的单、双孔... 针对缝洞型碳酸盐岩油藏储层出水规律极为复杂、难以用常规方法研究探索的难题,提出了“类活塞”概念,引入“类活塞系数”分析推导了油井见水前后的采收率计算公式,阐述了油井见水前的整体预测法和分布预测法以及油井见水后的单、双孔隙渗流特点,研究了注入速度、裂缝储层非均质性极差、原油黏度、原始含油饱和度和溶洞倾角对裂缝型、缝洞型、溶洞型3种储集体出水规律的影响。研究结果表明,在裂缝储集体中,类活塞系数主要随注入速度增大而减小,极差越大类活塞系数越大;在多向连通缝洞储集体中,相同注入速度下,水驱低黏油时的类活塞系数较水驱高黏油时的高,原始含油饱和度为30%时类活塞系数最高;在致密填充溶洞储集体中,当倾角为0、45、90°时,类活塞系数平均值分别为0.98、0.92、0.97,当注水速度为0.1mL/min时所对应的类活塞系数最大,注水速度为1mL/min时对应的类活塞系数最低。现场应用结果表明,“类活塞”理论可一定程度上用以定性、定量地判断注入水流向问题,整体预测法所得的预测数据与实际数据更相符具有整体性和稳定性,分步预测法的误差和波动较大但具有较好的局部准确性,故在实际中结合应用。该研究对研究缝洞型油藏不同的储集体出水规律、采收率预测、储集体类型判断具有重要的理论和实践指导意义。 展开更多
关键词 缝洞型油藏 “类活塞理论 活塞系数 出水规律 采收率
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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
15
作者 叶柳青 叶正寅 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期221-232,共12页
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... 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. 展开更多
关键词 激波 热气动弹性 稳定性 壁板颤振 当地活塞理论
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带内埋质量超声速悬臂板的颤振特性
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作者 祁武超 俞浩洋 +1 位作者 田素梅 刘宏亮 《沈阳航空航天大学学报》 2024年第2期1-13,共13页
为提高具有内埋质量升力面的颤振速度,将其简化为带集中质量的矩形悬臂板。基于假设模态法和一阶活塞理论得到颤振模型,进而考察其颤振特性。首先,基于Kirchhoff薄板理论建立矩形悬臂板的结构动力学模型,并利用假设模态法得到带内埋质... 为提高具有内埋质量升力面的颤振速度,将其简化为带集中质量的矩形悬臂板。基于假设模态法和一阶活塞理论得到颤振模型,进而考察其颤振特性。首先,基于Kirchhoff薄板理论建立矩形悬臂板的结构动力学模型,并利用假设模态法得到带内埋质量时的模态属性。其次,引入一阶活塞理论近似求解在超声速条件下的模态气动力,代入结构动力学模型得到颤振方程的时域表达。最后,通过引入指数形式的模态位移将颤振方程变换至频域并通过p-k法求解颤振速度和颤振频率。通过改变内埋件的位置、质量和数目等参数,得到其对超声速悬臂板颤振特性的影响规律。研究结果表明,在悬臂板前缘靠近翼梢区域内埋小质量物体可有效提高升力面的颤振速度,而在翼根附近,颤振速度对内埋质量的变化不敏感。 展开更多
关键词 颤振 内埋质量 活塞理论 假设模态法 超声速悬臂板
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一种高超音速热气动弹性数值研究方法 被引量:21
17
作者 张伟伟 夏巍 叶正寅 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期41-46,共6页
基于热气动弹性的特点,采用松耦合方法建立气动弹性仿真模型。将该问题的求解分解成四步,即气动热的计算、结构的温度分布计算、热结构计算和气动弹性计算。研究了给定温度分布热效应下的气动弹性问题。运用非耦合热-结构分析方法,考虑... 基于热气动弹性的特点,采用松耦合方法建立气动弹性仿真模型。将该问题的求解分解成四步,即气动热的计算、结构的温度分布计算、热结构计算和气动弹性计算。研究了给定温度分布热效应下的气动弹性问题。运用非耦合热-结构分析方法,考虑热应力引起的附加刚度,得到热环境下的结构分析有限元分析模型,并计算了两种典型高超音速翼面的热结构。运用基于CFD技术的当地流活塞理论计算高超音速非定常气动力。在时间域内实现了高超音速热气动弹性的仿真。分析了温度和结构支持方式对热气动弹性系统的不同影响。 展开更多
关键词 气动弹性 高超音速动力学 热气动弹性 热结构 当地流活塞理论
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一种超音速高超音速动导数的高效计算方法 被引量:7
18
作者 刘溢浪 张伟伟 +1 位作者 田八林 叶正寅 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期824-828,共5页
动导数是飞行器稳定性和操作性分析的原始输入参数。目前的计算方法主要包括工程方法和非定常CFD数值方法。前者虽具有较高的效率,但精度较低,后者则计算量较大。当地流活塞理论结合了CFD技术高精度和经典活塞理论高效率的优点。采用基... 动导数是飞行器稳定性和操作性分析的原始输入参数。目前的计算方法主要包括工程方法和非定常CFD数值方法。前者虽具有较高的效率,但精度较低,后者则计算量较大。当地流活塞理论结合了CFD技术高精度和经典活塞理论高效率的优点。采用基于定常CFD技术的当地流活塞理论,发展了一种高效、高精度的超音速、高超音速飞行器动导数的计算方法。论文以纵向刚体模态为例推导了动导数的计算公式。通过两个国际标模算例的对比验证,证明了该方法的正确性和计算精度。 展开更多
关键词 动导数 超音速 高超音速 当地流活塞理论
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超音速流中二维板的Hopf分叉 被引量:6
19
作者 陈大林 杨翊仁 +1 位作者 肖世富 胡绍全 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期214-217,共4页
应用Hamilton变分原理建立了对边简支对边自由薄板在超音速流作用下的非线性动力学方程,其中几何非线性采用Von-Kaman几何非线性关系进行描述,气动力采用了活塞理论。然后用Galerkin方法将偏微分方程化为常微分方程,并利用Hopf分叉的代... 应用Hamilton变分原理建立了对边简支对边自由薄板在超音速流作用下的非线性动力学方程,其中几何非线性采用Von-Kaman几何非线性关系进行描述,气动力采用了活塞理论。然后用Galerkin方法将偏微分方程化为常微分方程,并利用Hopf分叉的代数判据得到了系统临界流速随初始载荷变化的表达式以及颤振频率随初始载荷与临界流速变化的表达式,最后用数值方法进行了验证。 展开更多
关键词 HOPF分叉 临界流速 Hamilton变分原理 活塞理论 GALERKIN方法
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高超声速舵面热气动弹性不确定性及全局灵敏度分析 被引量:7
20
作者 叶坤 叶正寅 +2 位作者 屈展 邬晓敬 张伟伟 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期278-289,共12页
鉴于高超声速中气动热预测的不确定性影响热气动弹性分析的可靠性,提出一种温度分布参数化模型,基于此模型,对高超声速舵面热气动弹性中气动热的不确定性及全局灵敏度进行分析,分析方法:求解N-S方程得到物面的温度分布,对此温度分布进... 鉴于高超声速中气动热预测的不确定性影响热气动弹性分析的可靠性,提出一种温度分布参数化模型,基于此模型,对高超声速舵面热气动弹性中气动热的不确定性及全局灵敏度进行分析,分析方法:求解N-S方程得到物面的温度分布,对此温度分布进行参数化,分别采用蒙特卡罗模拟(Monte Carlo simulation,MCS)方法和稀疏网格数值积分(spare grid numerical integration,SGNI)方法生成不确定性及全局灵敏度分析所需样本,对所有样本都进行热气动弹性分析,热气动弹性分析过程为:由样本得到温度分布,基于此温度分布,考虑热应力和材料属性的影响,对结构进行模态分析,将结构模态插值到气动网格,采用基于CFD的当地流活塞理论进行了气动弹性分析.分别在两种飞行状态下进行分析,计算结果表明:(1)M=5,H=15 km,结构固有频率和颤振分析结果的变异系数约为5.83%;(2)M=6,H=15 km,结构和颤振分析结果的变异系数约为8.84%.两种状态下,两个不确定参数的全局灵敏度都在50%左右,两者耦合作用很小,约为0.与MCS方法相比,SGNI方法显著的提高了不确定性分析效率. 展开更多
关键词 高超声速 热气动弹性 不确定性分析 全局灵敏度 稀疏网格方法 当地流活塞理论
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