飞行器流/固耦合静气动弹性分析及考虑结构变形气动性能优化

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题名	飞行器流/固耦合静气动弹性分析及考虑结构变形气动性能优化
作者	陈大伟
学位类别	博士
答辩日期	2008
授予单位	中国科学院研究生院
授予地点	北京
导师	杨国伟
关键词	静气动弹性柔度矩阵法数据交换技术气动优化遗传算法
学位专业	流体力学
中文摘要	现代大型飞机采用的大展弦比超临界机翼设计技术使得机翼的静气动弹性效应明显，静气动弹性变形对飞机气动性能和操纵面控制效率的影响成为先进大型飞机设计必须面对的重要技术问题。需要采用多专业、多学科综合研究的手段，建立一套系统的、工程实用的气动/结构耦合弹性机翼分析和设计技术，为大型民用飞机设计服务。传统的动气动弹性数值模拟程序由于数值方法上的特点，并不适用于静气动弹性数值模拟，有必要发展独立的静气动弹性数值模程序，弥补风洞实验技术的不足，为大型飞机的静气动弹性设计提供技术参考。作者采用基于柔度矩阵方法的结构静力学方程，分别与基于结构网格的Navier-Stokes方程和基于非结构网格的Euler方程相耦合，发展了基于非结构气动网格和结构气动网格的静气动弹性数值分析程序。编制了统一的数据接口技术，使其可更换不同的流体力学求解器与结构静力学模型耦合，为采用不同求解器进行静气动弹性数值模拟对比奠定了基础。使用作者独立开发出的静气动弹性数值分析程序，分别对某型号飞翼和翼身组合体进行了静气动弹性数值模拟，比较了基于不同类型气动网格结果的异同，分析了静气动弹性效应对翼身组合体造成的升力导数下降和控制面效率降低的影响，并对其中包含的物理机理进行了探讨。作者在静气动弹性数值模拟程序的基础上，进一步发展了基于遗传算法与响应面法结合的飞行器型架外形设计优化方法，在优化过程中，以已有的静气动弹性数据建立响应面模型替代传统的调用Euler/N-S方程静气动弹性计算，大大减小了优化的运算时间，使静气动弹性优化设计成为可能。并对NACA0012翼型和某飞翼进行了型架外形优化，并得到了良好的结果，验证了作者发展的考虑静气动弹性效应影响的飞行器型架外形优化程序。
索取号	30377
语种	中文
学科主题	流体力学
公开日期	2009-04-13 ; 2009-08-25
出处	[博士论文].北京.中国科学院力学研究所,2008
内容类型	学位论文
源URL	[http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/22816]
专题	力学研究所_力学所知识产出(1956-2008)
推荐引用方式 GB/T 7714	陈大伟. 飞行器流/固耦合静气动弹性分析及考虑结构变形气动性能优化[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2008.