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跨声速翼型颤振数值分析及其抑制研究

文献类型:学位论文

作者谈琰
答辩日期2023-06
文献子类硕士
授予单位中国科学院大学
授予地点北京
导师赵桂林
关键词Computational Fluid Dynamics, Transonic Flutter, Reduced Order Model, Skin Active Vibration, Energy Diagram
学位专业流体力学
其他题名Numerical analysis and suppression of transonic airfoil flutter
英文摘要

跨声速颤振是一种经典的气动弹性问题,可能会导致飞机结构损坏,对新 型号的研发进程产生影响。随着计算流体力学的发展,数值仿真已成为研究跨 声速颤振及其抑制方法的重要手段。 本文采用基于非定常雷诺平均 N-S 方程的流固耦合时域模拟方法,研究了 弹性翼型在跨声速状态下的颤振问题,主要进行了以下工作: (1)颤振降阶模型的建立:直接 CFD/CSD 耦合计算需要消耗大量的时间, 还不利于颤振机理分析。本文通过结合 ARX 线性模型与 BP 神经网络非线性模 型建立了非定常气动力的降阶模型,极大降低了颤振的计算成本;对基于 ARX 线性模型气动弹性状态空间方程开展特征根分析,辨识了颤振耦合机理。基于 ARX 结合 BP 神经网络建立的非线性降阶模型,实现了对大攻角颤振的预测 (2)提出了一种跨声速颤振的控制方法:由于颤振现象的危害,如何对颤 振进行控制也是一个重要的课题。蒙皮振动技术是利用蒙皮局部结构的主动变 形,对翼型局部流场结构产生影响,进而提升飞行器相关性能。本文采用蒙皮 振动的方式,对颤振达到了良好的抑制效果。 (3)发展了一种二自由度能量图的颤振分析方法:颤振的本质是结构吸收 了空气中的能量,当能量输入为正时,结构振幅就会越来越大,能量输入为负 时,结构振幅就会越来越小,当能量输入为零时,结构变形就会进入等幅振荡, 因此,通过计算各个工况下的能量,就可以得知颤振的发展方向。本文在现有 的单自由度能量图法的基础上,发展了二自由度能量图法,使之能够适用于跨 声速二自由度颤振的分析

语种中文
源URL[http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/92629]  
专题力学研究所_流固耦合系统力学重点实验室(2012-)
推荐引用方式
GB/T 7714
谈琰. 跨声速翼型颤振数值分析及其抑制研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2023.

入库方式: OAI收割

来源:力学研究所

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