题名 | 跨声速翼型颤振数值分析及其抑制研究 |
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 |
其他题名 | Numerical analysis and suppression of transonic airfoil flutter |
学位专业 | 流体力学 |
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 |
内容类型 | 学位论文 |
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. |
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