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多场耦合计算平台与高超声速热防护结构传热问题研究 被引量:26
1
作者 张兵 景龙 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期400-409,共10页
从有限元法(FEM)和有限体积法(FVM)的单元特性出发,提出一种具有局部守恒特性的界面载荷插值方法。采用共享内存技术开发适用于通用有限元和计算流体力学(CFD)软件的多场耦合计算平台,并基于分区耦合方式实现流固耦合传热计算。作为验证... 从有限元法(FEM)和有限体积法(FVM)的单元特性出发,提出一种具有局部守恒特性的界面载荷插值方法。采用共享内存技术开发适用于通用有限元和计算流体力学(CFD)软件的多场耦合计算平台,并基于分区耦合方式实现流固耦合传热计算。作为验证,分别将ANSYS与Fluent和CFD-FASTRAN软件进行耦合,计算外壁冷却的喷管和高超声速圆柱绕流的耦合传热问题,结果与实验值吻合良好。针对类X-34飞行器的头部热防护结构(TSP),考虑材料非线性和辐射效应,对高超声速巡航状态下驻点温度和结构冷却系统功率随热防护层厚度的变化规律进行了研究。计算结果表明:驻点温度随热防护层厚度的变化并不明显,而冷却系统功率随热防护层厚度增加急剧降低;此外,材料发射率非线性对结果影响较大。 展开更多
关键词 多场耦合计算平台 守恒插值 计算流体力学 有限元法 热防护结构
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飞行器非线性气动弹性和颤振主动控制研究进展 被引量:15
2
作者 任勇生 刘立厚 +1 位作者 景龙 向锦武 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2003年第4期534-540,共7页
首先,针对发展性能先进的新一代飞行器所涉及到的非线性气动弹性理论与分析技术,结合国内外研究进展情况,着重从建模技术、求解方法、非线性气弹特性分析几个方面进行概括总结。其次,对在飞行器设计中一直颇受关注的、智能材料在飞行器... 首先,针对发展性能先进的新一代飞行器所涉及到的非线性气动弹性理论与分析技术,结合国内外研究进展情况,着重从建模技术、求解方法、非线性气弹特性分析几个方面进行概括总结。其次,对在飞行器设计中一直颇受关注的、智能材料在飞行器结构颤振及振动主动控制中应用研究现状也给予简要的介绍。最后指出一些尚待进一步研究的问题。 展开更多
关键词 非线性 气动弹性 机翼 壁板 非线性动力学 智能材料 颤振抑制 主动控制
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基于CFD/CSD的非线性气动弹性分析方法 被引量:19
3
作者 崔鹏 景龙 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期480-486,共7页
提出了一种基于计算流体力学/计算结构动力学(CFD/CSD)的非线性气动弹性分析方法,并应用于切尖三角翼的非线性颤振和极限环振荡(LCO)研究。该方法将非线性有限元(FEM)和CFD计算相结合,并辅以高精度的界面插值,能够分析结构和气动非线性... 提出了一种基于计算流体力学/计算结构动力学(CFD/CSD)的非线性气动弹性分析方法,并应用于切尖三角翼的非线性颤振和极限环振荡(LCO)研究。该方法将非线性有限元(FEM)和CFD计算相结合,并辅以高精度的界面插值,能够分析结构和气动非线性共存的气动弹性问题。结构部分以四边形平板壳元为基础,采用更新的拉格朗日(UL)方法分析结构大变形引起的几何非线性问题。气动部分以Navier-Stokes(N-S)方程作为控制方程,采用CFD方法计算跨声速气动力。机翼的非线性颤振计算表明了方法的有效性。最后应用该方法研究了切尖三角翼的LCO现象,其计算精度明显优于已有结果。 展开更多
关键词 气动弹性 CFD/CSD 极限环振荡 大变形 跨声速
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腹腔感染的早期实验诊断进展 被引量:18
4
作者 黄美泰 景龙 曾俊杰 《中华普通外科学文献(电子版)》 2010年第2期54-55,共2页
腹腔感染是指病原体(主要是微生物)侵入宿主腹腔且造成明显损害而引起的感染性疾病,包括发生于腹膜腔和腹腔脏器,尤其是实质性脏器的感染性疾病。多由外伤、手术、疾病等原因造成空腔脏器破裂或穿孔所致的腹腔广泛炎症或局部脓肿所... 腹腔感染是指病原体(主要是微生物)侵入宿主腹腔且造成明显损害而引起的感染性疾病,包括发生于腹膜腔和腹腔脏器,尤其是实质性脏器的感染性疾病。多由外伤、手术、疾病等原因造成空腔脏器破裂或穿孔所致的腹腔广泛炎症或局部脓肿所致。根据病原体可分为原发性感染和继发性感染。原发性感染是指腹腔内没有原发病灶,病原体来自腹腔以外的部位,通过血行播散,或通过女性生殖系统上行扩散, 展开更多
关键词 腹腔感染 实验诊断 感染性疾病 原发性感染 早期 空腔脏器破裂 女性生殖系统 实质性脏器
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前行桨叶概念旋翼动力学分析方法 被引量:10
5
作者 陈全龙 景龙 员海玮 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期2451-2460,共10页
根据前行桨叶概念(ABC)旋翼配平方程中未知量多于方程数的特点,提出了一种基于优化的配平问题求解方法。进而结合计算流体力学(CFD)/计算结构动力学(CSD)松耦合策略,建立了ABC旋翼动力学分析方法。CFD分析中以非定常Euler/Navier-Stoke... 根据前行桨叶概念(ABC)旋翼配平方程中未知量多于方程数的特点,提出了一种基于优化的配平问题求解方法。进而结合计算流体力学(CFD)/计算结构动力学(CSD)松耦合策略,建立了ABC旋翼动力学分析方法。CFD分析中以非定常Euler/Navier-Stokes方程为控制方程,通过动态重叠网格及动网格方法实现桨叶的运动及变形;桨叶结构模型采用非线性中等变形梁理论建立。以XH-59A直升机为例,对不同前飞速度下的旋翼效率进行了仿真分析,计算结果与飞行试验值吻合良好。仿真结果表明,该旋翼动力学分析方法具有很好的分析精度和收敛性,可广泛应用于ABC旋翼动力学分析。 展开更多
关键词 前行桨叶概念 CFD CSD耦合 旋翼动力学 气动弹性 直升机
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机载导弹导轨式发射过程安全性分析 被引量:10
6
作者 陈全龙 景龙 员海玮 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第20期41-47,共7页
基于吊挂与导轨之间的接触动力学,建立了一种机载导弹导轨式发射过程的有限元仿真分析模型,对发射过程的安全性进行深入研究。该方法能综合考虑载机的机动运动、吊挂与导轨之间的碰撞摩擦、导弹的气动载荷及发动机内压等各种因素的影响... 基于吊挂与导轨之间的接触动力学,建立了一种机载导弹导轨式发射过程的有限元仿真分析模型,对发射过程的安全性进行深入研究。该方法能综合考虑载机的机动运动、吊挂与导轨之间的碰撞摩擦、导弹的气动载荷及发动机内压等各种因素的影响,来模拟导弹轨上运动的真实物理过程。对某一响尾蛇导弹的典型发射状态进行了仿真分析,并研究了侧向气动力、偏航气动力矩、机体的垂向过载和滚转角速度等对导弹轨上运动过程的影响,分析结果可为导弹设计提供重要参考。该方法具有较高的分析精度和工程实用性,为机载导弹发射过程的安全性问题提供了有效分析手段。 展开更多
关键词 导轨式发射 有限元仿真 接触碰撞 机载导弹 冲击应力
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非线性振动系统的规范形与平均法 被引量:1
7
作者 景龙 朱德懋 《振动工程学报》 EI CSCD 1996年第4期371-377,共7页
对经典平均法提出一种改进方案。并在n维一般情况下,证明平均方程恒满足规范形定义,从而可将其视为规范形理论在小参数振动方程中的推广。此外,还对规范形的极坐标形式进行了讨论,得到一些很有意义的结果。
关键词 非线性振动 周期解 规范形 平均法
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基于GPU和隐式格式的CFD并行计算方法 被引量:9
8
作者 张兵 景龙 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期249-256,共8页
从图形处理器(GPU)架构特点出发,提出了基于数据并行的隐式计算流体力学(CFD)求解方法,空间离散格式采用迎风Roe格式,计算网格适用于结构和非结构网格。采用统一计算设备架构(CUDA)技术实现了GPU上的隐式CFD并行计算。分别在Intel Core2... 从图形处理器(GPU)架构特点出发,提出了基于数据并行的隐式计算流体力学(CFD)求解方法,空间离散格式采用迎风Roe格式,计算网格适用于结构和非结构网格。采用统一计算设备架构(CUDA)技术实现了GPU上的隐式CFD并行计算。分别在Intel Core2 Quad3.0GHzCPU和NVIDIAGTX280 GPU上进行了计算,结果表明隐式格式计算速度是显式格式6倍以上,采用显式格式的计算加速比达到28倍,采用隐式格式计算加速比达到了28.7倍,同时计算加速比随计算规模的增加而增加。计算结果和实验结果较为吻合。 展开更多
关键词 计算流体力学 图形处理器 并行计算 隐式格式 统一计算设备架构
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无轴承旋翼/减摆器的气动弹性力学研究 被引量:9
9
作者 胡新宇 景龙 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期514-518,共5页
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... 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. 展开更多
关键词 无轴承旋翼 黏弹减摆器 非线性 气动弹性 稳定性
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带旋转修正的弹簧-TFI混合动网格方法 被引量:9
10
作者 张兵 景龙 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1815-1823,共9页
网格存在大变形时,传统的超限插值(TFI)动网格方法易于引起网格正交性问题。依据几何关系并考虑其插值特点,提出了一种带旋转修正的TFI动网格方法。对结构网格块进行分块,在子块角点间建立弹簧元,并基于弹簧类比法计算角点位移;子网格... 网格存在大变形时,传统的超限插值(TFI)动网格方法易于引起网格正交性问题。依据几何关系并考虑其插值特点,提出了一种带旋转修正的TFI动网格方法。对结构网格块进行分块,在子块角点间建立弹簧元,并基于弹簧类比法计算角点位移;子网格内部结点位移采用修正后的TFI动网格方法进行计算,从而形成具有弹簧-TFI混合特征的动网格新方法。以典型二维及三维黏性网格为例进行方法的有效性研究。结果表明,在显著大变形情况下,引入旋转修正得到了正交性和光顺性良好的变形网格。另外,该方法的计算效率较传统TFI动网格方法有所降低,但相比弹簧方法提高1到2个量级。 展开更多
关键词 动网格 旋转修正 弹簧类比法 超限插值 计算流体力学
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大展弦比机翼的非线性气弹响应分析 被引量:9
11
作者 冉玉国 刘会 +1 位作者 张金梅 景龙 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期394-399,共6页
高空长航时飞行器将在未来军事与民用领域具有广阔的应用前景,这类飞行器具有大展弦比、大柔度机翼,在对该类型结构的气弹响应分析中,必须要考虑机翼的非线性因素。目前,对大型的工程结构MSC.NAS-TRAN提供了线性颤振、线性气弹的计算功... 高空长航时飞行器将在未来军事与民用领域具有广阔的应用前景,这类飞行器具有大展弦比、大柔度机翼,在对该类型结构的气弹响应分析中,必须要考虑机翼的非线性因素。目前,对大型的工程结构MSC.NAS-TRAN提供了线性颤振、线性气弹的计算功能,但无法进行非线性结构的气弹响应分析。本文在非线性运动方程中引入ONERA气动力的线性项,利用DMAP语言在NASTRAN非线性瞬态响应分析程序中加入相关气动力模块,实现了大型有限元机翼的非线性气弹响应分析。文中给出了算例,结果验证了该法分析大展弦比机翼结构气弹响应的有效性,具有重要的工程应用价值。 展开更多
关键词 大展弦比机翼 非线性气弹响应 DMAP NASTRAN ONERA气动力
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一种局部形式的流固耦合界面插值方法 被引量:9
12
作者 崔鹏 景龙 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第10期64-67,198,共5页
提出了一种局部形式的流固耦合问题界面插值方法,并应用于机翼颤振计算的界面插值。用全局径向基函数和单项式基函数构造插值函数,插值定义域选择局部形式,使得气动节点的插值仅与其相邻的结构节点相关。给出局部形式定义域的设置方法,... 提出了一种局部形式的流固耦合问题界面插值方法,并应用于机翼颤振计算的界面插值。用全局径向基函数和单项式基函数构造插值函数,插值定义域选择局部形式,使得气动节点的插值仅与其相邻的结构节点相关。给出局部形式定义域的设置方法,并确定出定义域的下界。按照插值过程的能量守恒原则推导出气动力的插值矩阵。三维变形球面的插值结果表明方法具有良好的精度和效率。将此方法应用于AGARD 445.6机翼跨音速颤振的界面插值,得到的颤振结果与实验值吻合。 展开更多
关键词 流固耦合 界面插值 局部形式 能量守恒 颤振
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飞行高度摄动的鲁棒颤振计算方法 被引量:7
13
作者 员海玮 景龙 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期731-735,共5页
提出了一种以飞行高度作为摄动变量,利用结构奇异值理论来进行鲁棒颤振计算的方法。将标准大气模型中的高度与大气密度,高度与声速的关系拟合成为多项式表示的函数关系,从而将动压和飞行速度表示成飞行高度的函数,使得系统以飞行高度为... 提出了一种以飞行高度作为摄动变量,利用结构奇异值理论来进行鲁棒颤振计算的方法。将标准大气模型中的高度与大气密度,高度与声速的关系拟合成为多项式表示的函数关系,从而将动压和飞行速度表示成飞行高度的函数,使得系统以飞行高度为惟一的摄动变量。然后利用线性分式变换考虑了广义刚度和广义阻尼的不确定性,建立整个系统完整的状态空间模型,使用结构奇异值理论计算颤振裕度。该方法适用于固定马赫数的飞行颤振试验和飞行包线扩展。 展开更多
关键词 飞行颤振试验 鲁棒颤振 摄动 μ-分析方法
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不同气流偏角下的壁板热颤振分析及多目标优化设计 被引量:7
14
作者 王晓庆 景龙 张军红 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2195-2201,共7页
研究了考虑热效应的不同气流偏角下的壁板颤振问题及其多目标优化设计。采用考虑气流偏角影响的一阶活塞气动力、Von-Karmon大变形理论和准定常热应力理论建立了复合材料壁板热颤振方程。利用模拟退火算法,对不同温度场下的偏航壁板颤... 研究了考虑热效应的不同气流偏角下的壁板颤振问题及其多目标优化设计。采用考虑气流偏角影响的一阶活塞气动力、Von-Karmon大变形理论和准定常热应力理论建立了复合材料壁板热颤振方程。利用模拟退火算法,对不同温度场下的偏航壁板颤振速度进行计算。以偏航壁板热颤振速度和壁板重量为多目标函数,在不发生热屈曲的条件下进行优化设计。结果显示:温升使偏航壁板颤振发生"跳跃"现象,对应的气流偏角发生变化;当壁板热颤振模态不变时,偏航壁板颤振速度随温升呈下降趋势,两者呈线性关系;而当热颤振模态发生变化,即偏航壁板颤振发生"跳跃"现象时,偏航壁板颤振速度随温升先升高而后降低,两者呈非线性关系;Pareto解对应的多目标函数之间呈线性关系。 展开更多
关键词 壁板颤振 热颤振 偏航壁板颤振速度 模拟退火算法 多目标优化
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横观各向同性压电矩形薄板的非线性振动 被引量:5
15
作者 陈炎 景龙 刘人怀 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期18-24,共7页
由于压电材料在航空航天轻形结构动力控制中的广泛应用 ,压电结构的非线性机理成为工程界急需解决的问题。为了拓广压电结构的理论基础 ,本文对于横观各向同性压电矩形薄板 ,给出了大挠度条件下的应变位移关系 ,利用 Hamilton原理导出... 由于压电材料在航空航天轻形结构动力控制中的广泛应用 ,压电结构的非线性机理成为工程界急需解决的问题。为了拓广压电结构的理论基础 ,本文对于横观各向同性压电矩形薄板 ,给出了大挠度条件下的应变位移关系 ,利用 Hamilton原理导出了压电矩形薄板的非线性振动方程 ,并用双重 Fourier级数展开和 Galerkin方法获得四边简支压电矩形薄板非线性自由振动的解析解 ,分析了材料参数和几何参数对振动特性的影响。 展开更多
关键词 横观各向同性压电材料 薄板 变分原理 非线性
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直升机旋翼旋转状态下桨叶固有频率的测试 被引量:4
16
作者 黄珺 邓景辉 景龙 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期410-415,共6页
直升机旋翼固有频率的合理配置是其动力学设计的关键之一 ,除了分析计算外 ,在型号研制中还必须进行试验校验。本文介绍了一种对全尺寸旋翼在旋转状态下通过自动倾斜器激振 ,对应变响应的分析找出其固有频率的试验方法。针对旋翼试验中... 直升机旋翼固有频率的合理配置是其动力学设计的关键之一 ,除了分析计算外 ,在型号研制中还必须进行试验校验。本文介绍了一种对全尺寸旋翼在旋转状态下通过自动倾斜器激振 ,对应变响应的分析找出其固有频率的试验方法。针对旋翼试验中干扰因素多等特点 ,提出了一种将时域数据分段处理的新方法。在找挥舞二阶固有频率的过程中 ,经过认真的分析研究 ,对一个与之接近的频率给出了合理的解释。 展开更多
关键词 直升机 旋翼浆叶 固有频率 旋转状态 激振 应变响应 测试 动力学设计
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间隙非线性气动弹性系统的辨识 被引量:7
17
作者 李治涛 景龙 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期2002-2009,共8页
间隙非线性气动弹性系统有非常丰富的动力学特征。由于工程实际中间隙不易准确测量甚至无法测量,通常需要通过辨识来建立其数学模型,其中间隙开关点位置是辨识问题中的难点。本文利用间隙开关点将间隙非线性系统区分为3个线性子系统,用H... 间隙非线性气动弹性系统有非常丰富的动力学特征。由于工程实际中间隙不易准确测量甚至无法测量,通常需要通过辨识来建立其数学模型,其中间隙开关点位置是辨识问题中的难点。本文利用间隙开关点将间隙非线性系统区分为3个线性子系统,用Hammerstein模型表示其非线性部分,构造了开关点的迭代序列;并采用非迭代和迭代相结合的方法进行求解,从而成功获得包含间隙开关点在内的该系统所有模型参数;以间隙非线性的二元翼段为例,验证了该辨识方法的有效性。 展开更多
关键词 气动弹性 间隙非线性 系统辨识 HAMMERSTEIN模型 开关点
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机载导弹导轨式发射的数值仿真 被引量:7
18
作者 王海刚 景龙 《系统仿真技术》 2011年第2期104-108,115,共6页
提出了1种虚拟样机技术与CFD软件相结合的仿真方法能兼顾载机对导弹的气动干扰和导弹与导轨之间的接触问题。在Adams平台建立导弹发射仿真模型,并对吊挂与导轨的接触间隙进行精细建模,利用Fastran的嵌套网格技术计算非定常气动力并返回... 提出了1种虚拟样机技术与CFD软件相结合的仿真方法能兼顾载机对导弹的气动干扰和导弹与导轨之间的接触问题。在Adams平台建立导弹发射仿真模型,并对吊挂与导轨的接触间隙进行精细建模,利用Fastran的嵌套网格技术计算非定常气动力并返回给Adams,仿真过程以松耦合的方式进行推进。仿真结果表明横向气动力和偏航力矩是造成吊挂与导轨相接触的主要原因,计算结果能为导弹轨上运动的安全性分析提供参考依据。 展开更多
关键词 嵌套网格技术 接触问题 机弹干扰 松耦合
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非线性动力系统的规范形系数计算 被引量:1
19
作者 景龙 朱德懋 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1995年第1期58-68,共11页
本文对于n阶一般的非线性动力系统,构造出一种逐项确定其规范形系数的新方法,并有效地用于高阶和高维计算问题。
关键词 规范形 李代数 动力系统 线性空间 非线性
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直升机的气动弹性问题 被引量:6
20
作者 景龙 陈全龙 员海玮 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期1034-1055,共22页
直升机的气动弹性问题与固定翼飞机不同,不仅要考虑单片桨叶,更要将旋翼视为一个整体,考虑其动态入流、尾迹影响以及旋翼与机身之间的相互耦合等。就单片桨叶而言,在结构动力学上,需要考虑离心力场、几何非线性以及桨叶的非线性挥舞-摆... 直升机的气动弹性问题与固定翼飞机不同,不仅要考虑单片桨叶,更要将旋翼视为一个整体,考虑其动态入流、尾迹影响以及旋翼与机身之间的相互耦合等。就单片桨叶而言,在结构动力学上,需要考虑离心力场、几何非线性以及桨叶的非线性挥舞-摆振-扭转耦合;在气动力上,需要考虑动态入流以及桨尖处可能的失速效应,本质上属于非线性气动弹性力学范畴。由于旋翼气动力通常是以周期形式通过旋翼轴传给机身,并引起机身振动,而机身运动又通过改变桨叶根部形态反过来影响旋翼的气动弹性特性,这种旋翼/机身耦合问题,也是近年来直升机气动弹性问题研究中的重要方向和热点之一。此外,随着旋翼流场数值分析方法的日趋成熟,采用动态重叠网格或滑移网格方法来实现桨叶运动,并通过动网格技术来实现桨叶的弹性变形,从而实现弹性旋翼流场的数值模拟,目前正呈现出勃勃生机,成为直升机气动弹性研究的又一重要方向和热点。随着各种新构型直升机的相继出现,如倾转旋翼机、前行桨叶概念旋翼(ABC)直升机和复合式直升机等,也带来了新的气动弹性问题。不断发现问题、解决问题,推动本学科持续发展,永远是气动弹性工作者终身奋斗的目标。 展开更多
关键词 直升机 气动弹性 旋翼动力学 旋翼/机身耦合 振动控制
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