两自由度平板大幅运动的气动特性与稳定性的CFD研究

简介

为研究两自由度薄平板大幅运动的气动特性,评价其气动稳定性,基于任意拉格朗日‑欧拉描述法的动网格技术,通过有限差分法求解描述任意流变区域不可压流动的控制方程,开展了不同折减风速下薄平板竖弯和扭转运动绕流场的CFD(Computational Fluid Dynamics)模拟。研究认为,单自由度薄平板小幅运动的气动力系统是线性和稳定的,即使单自由度大幅竖弯运动也是线性和气动稳定的。但单自由度大幅扭转运动的平板气动力系统出现非线性,并随折减风速的提高非线性变得显著,且平板将进入气动不稳定状态。另外,大幅扭转耦合不同竖弯振幅运动的平板,气动力系统均为非线性并随折减风速的提高越加显著,而该非线性主要来自扭转自由度的大幅运动;对该两自由度耦合系统,当竖弯振幅较小和折减风速较高时,气动力系统是不稳定的;但当竖弯振幅较大时,气动力系统将是稳定的。