气动弹性力学论文_王伟

导读:本文包含了气动弹性力学论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译,主要关键词:弹性,力学,气动力,飞机,中国工程院,声速,歼击机。

气动弹性力学论文文献综述

王伟[1](2015)在《太阳能无人机非线性气动弹性及飞行力学研究》一文中研究指出高空超长航时太阳能无人机可用于执行侦察、监测、预警和通信中继等任务,具有广阔的发展潜力及应用前景,是临近空间飞行器重要的研究对象之一。受其独特的能源形式限制,高空超长航时太阳能无人机一般具有展弦比大、翼载荷低、结构面密度低、结构柔性大等特点,在气动载荷的作用下,机翼将产生较大的弹性变形,结构刚度、质量分布和推进系统分布等特性相对变形前状态亦发生较大改变;线性理论无法满足这类飞机气动弹性及飞行力学研究的精度需求,迫切地需要发展高精度的非线性气动弹性、配平及稳定性求解工具。考虑机翼几何大变形效应的大柔性飞机非线性气动弹性及飞行力学分析方法是目前这类飞机研究的关键技术之一。在上述研究需求的牵引下,本文主要开展了以下研究工作:(1)大尺度、大展弦比高空超长航时太阳能无人机的机翼结构在设计时一般采用柔性设计思想,允许较大的弹性变形,常规的线弹性结构模型求解假设不再适用。本文,基于Co-rotational(CR)理论,首先推导了结构变形后的切线刚度矩阵及其内力求解格式、切线质量矩阵及动力学平衡方程,建立了高精度的几何非线性结构模型,并给出了非线性静力学增量平衡方程和直接数值积分法求解非线性动力学平衡方程的计算流程。以大柔性悬臂梁为例,验证了其求解的精度、效率以及编写的Fortran求解程序的有效性。研究表明:采用Newton-Raphson迭代格式求解静力学增量平衡方程时,只需3-5次子迭代即可满足位移收敛标准<10-3,且最大求解误差不超过3%。CR有限元法具有较高的求解效率和较好的计算精度,可以用于大柔性太阳能无人机的结构建模,以便较好地模拟其大柔性机翼结构的几何非线性变形特征。(2)大柔性太阳能无人机较大的机翼弹性变形,将引起气动载荷的重新分布及作用方向的改变,无人机变形后的气动特性研究对其总体设计亦具有重要的参考意义。本文基于CR静力学模型耦合计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)技术,构造了流固耦合求解器,提出了一种可以考虑几何大变形效应的大柔性飞机静气动弹性求解方法,研究了某新颖布局太阳能无人机的静气动弹性响应特性。研究表明:无人机受载后,随着变形的增加,升阻特性将变差,滚转力矩导数和偏航力矩导数的绝对值可增加数倍,并改善了气动载荷在展向的分布,从而有利于结构设计;采用线弹性结构模型求解假设研究这类飞机的静气动弹性问题时,将产生较大的偏差。(3)随着弹性变形的增加,大柔性太阳能无人机机翼的结构刚度特性、质量分布特性等将发生较大改变,仍采用线性动气动弹性分析方法研究这类飞机的动气动弹性稳定性问题时,将产生较大的偏差。本文对基于CR理论的大柔性结构动力学方程进行线性化,耦合片条非定常气动力模型,引入准模态假设,提出了一种适用于大柔性太阳能飞机的非线性气动弹性稳定性分析方法;基于该方法,研究了弹性变形、结构刚度、弹性轴位置、剖面质心位置、集中质量在展向的分布等因素对类“太阳神”布局太阳能无人机的动气动弹性稳定性的影响。研究表明:随着机翼弹性变形的增加,非线性颤振速度可下降8.6%以上,非线性颤振频率可下降6.49%;合理地增加结构刚度、前移弹性轴或剖面质心,合理地布置集中载荷等,均可以有效地改善几何大变形对这类飞机气动弹性稳定性所造成的不利影响。(4)对比了非定常涡格法、基于Wagner函数的Duhamel积分形式的非定常气动力模型和ONERA动态失速模型及其改进形式等描述时域非定常气动力的精度,研究了二元翼段非线性气动弹性响应特性;采用基于CR理论所建立的大柔性机翼结构动力学模型,耦合改进的ONERA动态失速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时域响应求解方法,通过算例验证了该方法的精度、计算效率及所编写相应Fortran程序的有效性,合理地预测了这类大柔性机翼的极限环颤振特性。(5)考虑几何非线性气动弹性效应的大柔性飞机非线性配平、飞行载荷及运动稳定性分析是大尺度大展弦比超柔性太阳能无人机设计时必须要考虑的问题之一。本文采用CR有限元理论在其非线性结构模型基础之上,进一步引入了重力、分布式推力等模型,并考虑了机翼几何大变形引起的气动载荷分布、结构刚度、质量分布、推进系统推力等特性的改变,提出了一种适用于大柔性飞机非线性配平、飞行载荷分析及运动稳定性研究的求解方法,并采用Fortran语言编写了该方法的迭代求解代码;基于该方法,研究了具有分布式推进系统的大柔性太阳能飞机的非线性飞行力学特性。研究表明:变形较大时,采用线弹性结构模型解得的配平误差可达50%以上,翼尖位移预测误差可达25%以上;所提出的非线性飞行力学分析方法具有较好的精度,满足大柔性太阳能无人机飞行力学分析所需的精度要求。本文基于CR理论,提出了一种适用于大柔性飞机非线性气动弹性及飞行力学分析的求解方法,基于该方法研究了大柔性太阳能飞机的静气动弹性、气动弹性稳定性、非线性配平及飞行动力学等问题,对以太阳能飞机为代表的大柔性飞行器的设计具有一定的借鉴意义及工程指导价值。(本文来源于《西北工业大学》期刊2015-07-01)

朱梅梅[2](2010)在《为中国飞机制造插上双翼——专访中国气动弹性力学专家管德院士》一文中研究指出前言:一份至高无上的荣誉,一份如履薄冰的责任,他在自己的专业领域辛勤的耕耘,他用不平凡的人生经历折射出智慧的光芒……(本文来源于《科学中国人》期刊2010年06期)

杨超,许赟,谢长川[3](2010)在《高超声速飞行器气动弹性力学研究综述》一文中研究指出高超声速飞行器设计上的特点带来了一系列的气动弹性新问题。本文回顾高超声速飞行器气动弹性研究的历史与现状,着重介绍和分析了高超声速非定常气动力计算方法、热环境下的气动弹性问题、壁板颤振、推力影响下的气动弹性稳定性问题以及气动推进/气动弹性耦合的多学科交叉问题,相关的主动控制方法的研究进展亦有所介绍。在已有气动弹性问题研究发展的基础上,提出了高超声速飞行器在气动弹性领域需要解决和关注的若干问题,包括高超声速气动弹性试验、燃料消耗的质量变化对于飞行器气动弹性特性的影响以及气动弹性力学与飞行力学综合等方面。(本文来源于《航空学报》期刊2010年01期)

安效民,徐敏,曾宪昂,陈士橹[4](2008)在《计算气动弹性力学中的界面映射方法研究》一文中研究指出非线性气动弹性体振动研究中,涉及到非线性的结构动力学和非线性的流体动力学耦合问题,在耦合边界上要满足两个系统的连续性相容条件,必须在边界处进行数据的交换。本文针对非线性气动弹性问题的计算流体动力学(CFD)和计算结构动力学(CSD)的耦合计算方法,在常体积转换法(CVT)的基础上,发展了一种耦合界面的数据映射矩阵(IMM)。该方法仅需要局部的网格信息,将耦合边界上载荷信息和位移信息的转换放在同一个映射矩阵中来处理,并且该矩阵可以通用求解CFD/CSD的耦合问题,克服了占用大量CPU时间和内存的弊端。最后将该界面映射方法应用于柔性大展弦比机翼的气动弹性计算和AGARD445.6机翼的颤振预测中,结果表明该方法能够高效、高精度地处理不同网格体系间的数据交换,并具有处理复杂非规则几何体信息转换的能力。(本文来源于《计算力学学报》期刊2008年06期)

安效民,徐敏,陈士橹[5](2008)在《一种新的界面映射推进方法及其在气动弹性力学中的应用》一文中研究指出非线性气动弹性研究中,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,在耦合界面上不仅要进行两场之间信息的传递,而且要有匹配的时间推进格式。针对计算流体动力学(CFD)和计算结构动力学(CSD)的耦合计算方法,基于边界能量守恒,发展了一种新的界面处理方法,包括:①界面映射方法,该方法基于耦合边界上局部的网格信息,将两场之间载荷信息和位移信息的转换放在同一个映射矩阵中来处理,克服了占用大量CPU时间和内存的需求;②界面推进方法,该法基于松耦合计算流程,通过引入半步交错推进,达到了二阶时间精度,提高了计算精度和效率。最后将该界面处理方法应用于柔性大展弦比机翼的气动弹性计算和AGARD445.6机翼的动响应分析中。结果表明该方法能够高效、高精度地处理不同物理场之间的数据交换和时间推进,并具有处理复杂几何体非线性气动弹性问题的能力。(本文来源于《宇航学报》期刊2008年05期)

胡新宇,韩景龙[6](2008)在《无轴承旋翼/减摆器的气动弹性力学研究》一文中研究指出将无轴承旋翼的主桨叶、柔性梁和套管3个部分各自离散成若干梁单元,并将桨叶运动的物理坐标转换为挥舞、摆振、扭转方向的模态坐标,根据Hamilton原理建立旋翼气弹分析的动力学模型.采用Newton-Raphson迭代方法,用时间有限元法进行旋翼稳态响应的数值求解,并根据时域非线性黏弹减摆器模型,在直升机定常前飞条件下配平计算旋翼/黏弹减摆器耦合系统非线性气弹周期响应,然后基于Floquet理论进行稳定性分析,并讨论了桨叶载荷系数对旋翼稳定性的影响.结果表明:该减摆器模型能充分提高摆振阻尼,从而改善无轴承旋翼的稳定性.(本文来源于《中国矿业大学学报》期刊2008年04期)

刘子强,崔尔杰,傅光明,李潜[7](2007)在《大型飞机的气动弹性力学问题》一文中研究指出本文综述大型飞机研制过程中需要关注的气动弹性问题和相关的学科发展状况,并提出了气动弹性力学方面的研究建议。为提高飞机自主设计水平,获得高性能和高可靠性指标,大型飞机的气动弹性力学研究和相关技术发展, 以及对大型飞机气动弹性问题的深入认识和理解,具有十分重要的意义。(本文来源于《大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集》期刊2007-09-01)

刘子强,崔尔杰,傅光明,李潜[8](2007)在《大型飞机的气动弹性力学问题》一文中研究指出本文综述大型飞机研制过程中需要关注的气动弹性问题和相关的学科发展状况,并提出了气动弹性力学方面的研究建议。为提高飞机自主设计水平,获得高性能和高可靠性指标,大型飞机的气动弹性力学研究和相关技术发展,以及对大型飞机气动弹性问题的深入认识和理解,具有十分重要的意义。(本文来源于《第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集》期刊2007-08-14)

七丁[9](2006)在《管德着名飞机气动弹性力学专家》一文中研究指出■管德中国工程院院士第八、九届全国政协委员中国航空研究院院长中国民用航空局副局长:气动弹性力学是一门涉及空气动力和结构变形的交叉学科。作为气动弹性力学专家,请您谈一谈这个学科的情况。管德院士:我的工作对象是飞机,所以我用飞机气动弹性力学来表示我所从事的专(本文来源于《航空制造技术》期刊2006年08期)

刘高联[10](2000)在《流体力学和气动热弹性力学新一代反命题的研究》一文中研究指出引言流体力学反命题的研究早在1929年即已开始,是针对飞行器、航空发动机的气动设计而提出的,但迄今论述流体力学反命题的文献仍然很少,几无应用,且限于单工况点设计和定常流动,主要原因是:由于存在未知边界,很难建模求解,又常会得出不切实际甚至无法实现的物形。这种状况显然无法适应现代科技,特别是航空航天科技中空气动力学和气动热弹性力学新发展的需要,有必要提出和开展新一代反命题的研究。(本文来源于《“力学2000”学术大会论文集》期刊2000-08-01)

气动弹性力学论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

前言:一份至高无上的荣誉,一份如履薄冰的责任,他在自己的专业领域辛勤的耕耘,他用不平凡的人生经历折射出智慧的光芒……

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

气动弹性力学论文参考文献

[1].王伟.太阳能无人机非线性气动弹性及飞行力学研究[D].西北工业大学.2015

[2].朱梅梅.为中国飞机制造插上双翼——专访中国气动弹性力学专家管德院士[J].科学中国人.2010

[3].杨超,许赟,谢长川.高超声速飞行器气动弹性力学研究综述[J].航空学报.2010

[4].安效民,徐敏,曾宪昂,陈士橹.计算气动弹性力学中的界面映射方法研究[J].计算力学学报.2008

[5].安效民,徐敏,陈士橹.一种新的界面映射推进方法及其在气动弹性力学中的应用[J].宇航学报.2008

[6].胡新宇,韩景龙.无轴承旋翼/减摆器的气动弹性力学研究[J].中国矿业大学学报.2008

[7].刘子强,崔尔杰,傅光明,李潜.大型飞机的气动弹性力学问题[C].大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集.2007

[8].刘子强,崔尔杰,傅光明,李潜.大型飞机的气动弹性力学问题[C].第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集.2007

[9].七丁.管德着名飞机气动弹性力学专家[J].航空制造技术.2006

[10].刘高联.流体力学和气动热弹性力学新一代反命题的研究[C].“力学2000”学术大会论文集.2000

论文知识图

舵面力学模型二元机翼的力学模型刘千刚曹鹤荪型折迭机翼的几何模型管德

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