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基于流形切空间插值的折叠翼参数化气动弹性建模

作者: 詹玖榆 周兴华 黄锐 来源:力学学报 日期: 2022-11-18 人气:141
基于流形切空间插值的折叠翼参数化气动弹性建模
变体飞行器的气动弹性力学建模是当前先进飞行器设计的研究热点和难点.然而传统的气动弹性动力学建模方法对于具有结构参变特性的变体飞行器气动弹性力学研究存在建模效率低、计算复杂等问题.本研究提出了一种基于流形切空间插值的可折叠式变体机翼参数化气动弹性建模方法.首先,该方法建立若干个典型折叠角下的折叠翼结构有限元模型,通过流形切空间插值方法建立折叠翼参数化结构动力学模型.其次,采用偶极子网格法得到参数化非定常气动力模型,进而建立气动和结构相互耦合的折叠翼参数化气动弹性模型.为了验证该参数化建模方法在折叠翼气动弹性分析中的准确性,本文以一小展弦比折叠翼为研究对象,从折叠翼自由振动时的参变模态特性、颤振边界预测两方面进行了算例验证,并与直接计算方法进行了对比,进一步验证了参数化气动弹性...

叶轮机周期性非定常流高效降阶数值计算方法研究进展

作者: 刘晓峰 张敏良 董慧婷 陈佳鑫 李莹 来源:推进技术 日期: 2022-11-03 人气:200
叶轮机周期性非定常流高效降阶数值计算方法研究进展
简要介绍了叶轮机内非定常流对叶轮机性能的重要影响,总结了叶轮机内动静相干和叶片振动诱发的非定常流的时空周期性特点,并指出这些时空周期性特点可以加以利用,发展分析这些非定常流的高效降阶数值计算方法。本文根据不同数值降阶方法的特点对其进行了归类,详细分析了各自的优缺点及在气动弹性力学领域的应用,并进一步展望了降阶数值方法在未来的几个关键技术及发展趋势。

航空发动机叶片颤振分析

作者: 戴思成 来源:机械制造与自动化 日期: 2022-03-24 人气:181
航空发动机叶片颤振分析
航空发动机的安全性和可靠性长期被叶片颤振问题所困扰。发生颤振时,由于剧烈的振动,在极短的时间内便可导致叶片断裂等严重后果。针对某型航空发动机压气机叶片,构造出两种叶片结构模型,运用MSC. Patran2008和MSC. Nastran2008,进行了模态分析和颤振分析。分别采用K-E法和P-K法计算两种叶片在亚声速内的临界颤振速度,分析了亚声速内马赫数(空气压缩性)对两种叶片临界颤振速度的影响,并基于计算结果比较了K-E法和P-K法的区别。

基于非线性状态空间辨识的气动弹性模型降阶

作者: 张家铭 杨执钧 黄锐 来源:力学学报 日期: 2022-03-17 人气:90
基于非线性状态空间辨识的气动弹性模型降阶
高维、非线性气动弹性系统的模型降阶是当前气动弹性力学与控制领域的研究热点之一.然而国内外现有的非线性模型降阶方法仍存在辨识算法复杂、精度有待提高等问题.本研究提出了一种基于非线性状态空间辨识的跨音速气动弹性模型降阶方法.首先,该方法基于非定常空气动力的单位脉冲响应数据,采用特征系统实现算法对非线性状态空间模型的线性动力学部分进行系统辨识.其次,引入状态和控制输入的非线性函数,采用优化算法对非线性函数的系数矩阵进行优化,进而得到考虑非线性效应的空气动力降阶模型.为了验证该降阶模型在预测跨音速气动弹性力学行为的精确性,本文以三维机翼为研究对象,分别从基于非线性降阶模型的气动力辨识、跨声速颤振边界计算和极限环振荡预测三方面进行了算例验证,并与现有的模型降阶方法进行了对比,进一步说明...

体自由度颤振主动抑制的多输入/多输出自抗扰控制律设计

作者: 沐旭升 邹奇彤 黄锐 胡海岩 来源:振动工程学报 日期: 2022-03-15 人气:206
体自由度颤振主动抑制的多输入/多输出自抗扰控制律设计
提出了一种新颖的抑制体自由度颤振(BFF,Body Freedom Flutter)的多输入/多输出(MIMO,Multiple Input/Multiple Output)控制律设计方法。该控制律将受控对象的不确定因素作为"未知扰动",通过受控对象的输入/输出关系对其进行估计并给予补偿,最后综合出具有高鲁棒性的MIMO输出反馈控制律。为了验证所提出的控制律设计方法对于BFF抑制的有效性,选择一大展弦比飞翼布局无人机为研究对象,分别以机身升降舵与机翼外侧副翼为控制输入,飞机刚体俯仰率和翼尖加速度为反馈信号来设计MIMO自抗扰控制器。对闭环系统根轨迹分布、闭环时域仿真和闭环系统最小奇异值等进行了数值仿真,结果表明该MIMO自抗扰控制律设计方法能有效提高飞机BFF临界速度,可将飞翼布局无人机的BFF颤振临界速度提高约45.3%,并且具有很高的鲁棒性。
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